用于功率开关的开关装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于功率开关的开关装置(100)，其设计用于将功率开关(1000)从闭合状态转换到跳闸状态，开关装置(100)具有跳闸杠杆(10)，跳闸杠杆(10)布置在开关装置(100)的两个侧板(30；30a)之间并且在闭合状态下将预紧的锁止元件(20)保持在锁止位置中，其中，锁止元件(20)在锁止位置中阻止预紧的夹紧杆(40)沿预紧方向的运动，由此使开关装置(100)保持在闭合状态中，并且在从闭合状态转换到跳闸状态时，锁止元件(20)通过跳闸杠杆(10)的运动能够从锁止位置中释放并且通过锁止元件(20)的运动能够释放夹紧杆(40)，其中，锁止元件(20)设计为板形或者基本板形形状并且具有支承部段(21)，为了从闭合状态转换到跳闸状态支承部段(21)能够运动地支承在两个侧板(30；30a)的至少一个侧板中。
【专利说明】
用于功率开关的开关装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种用于功率开关的开关装置，所述开关装置设计用于将所述功 率开关从闭合状态转换到跳闸状态，所述开关装置具有跳闸杠杆，所述跳闸杠杆布置在开 关装置的两个侧板之间并且在闭合状态下将预紧的锁止元件保持在锁止位置中，其中，所 述锁止元件在锁止位置中阻止预紧的夹紧杆沿预紧方向的运动，由此使所述开关装置保持 在闭合状态中，并且在从闭合状态转换到跳闸状态时，所述锁止元件通过所述跳闸杠杆的 运动能够从锁止位置中释放并且通过所述锁止元件的运动能够释放所述夹紧杆。
【背景技术】
[0002] 在现有技术中已知功率开关那样的机电式开关装置，例如紧凑型功率开关并且被 广泛使用。这种功率开关尤其实现尚电流或者尚功率的开关、例如50kA或者更尚的电流。在 此，这种功率开关通常也设计具有安全装置，例如过载保护和/或短路保护相应的触发开 关。已知的功率开关也以此提尚在开关这种电流时的安全性。
[0003] 其中，对这种功率开关的要求在于，从外部能见到的功率开关的部件在任何时候 都符合内部的开关状态并且能识别地为使用者显示。在短路或者过电流的情况下在功率开 关上位于外部的功率开关的开关杠杆跳到例如所谓的跳闸位置中。使用者可以根据这个位 置识别，在功率开关中出现断路或者过载。要是功率开关在短路或者过电流情况下转换到 关断状态，那么使用者就不能之后再从外部确定，是否出现短路或者过电流，或者是否功率 开关是有意被转换到关断状态。
[0004]因此对于机电式开关装置、例如功率开关来说同样有必要的是，借助开关装置、例 如热磁开关装置，在短路或者过电流的情况下从闭合位置转换到跳闸位置或者关断位置 中。在此，习惯上在功率开关中锁止元件或者所谓的卡销把夹紧杆暂时保持在闭合状态中。 在出现从闭合状态到跳闸状态切换的信号时，开关杠杆转换到跳闸位置。在此，通过例如由 双金属触发元件(Bi-Metall-AusIdseeIement)带动的跳闸杠杆以及其它的力传递元件或 者杠杆元件带动锁止元件，以此释放夹紧杆和把功率开关从闭合状态转换到跳闸状态。尤 其在夹紧杆上出现较高的释放力，所述释放力产生相应的较高的力矩，所述力矩作用于开 关装置的组件上。在此，锁止元件或者卡销一般借助支承环能转动地支承在支承栓上，所述 轴承栓支承在两个侧板之间。这导致相当复杂的开关装置。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题在于，至少部分式地避免开关装置以及具有所述 开关装置的功率开关的前述缺点。尤其本实用新型的任务在于提供一种开关装置以及具有 所述开关装置的功率开关，借助所述装置在从闭合状态转换到跳闸状态或关断状态时可以 减小出现的释放力，并且以尤其简便和成本有利的方式制造这种开关装置以及具有所述开 关装置的相应功率开关。
[0006] 所述技术问题按照本实用新型的第一个方面通过一种用于功率开关的开关装置 解决，所述开关装置设计用于将所述功率开关从闭合状态转换到跳闸状态，所述开关装置 具有跳闸杠杆，所述跳闸杠杆布置在开关装置的两个侧板之间并且在闭合状态下将预紧的 锁止元件保持在锁止位置中，其中，所述锁止元件在锁止位置中阻止预紧的夹紧杆沿预紧 方向的运动，由此使所述开关装置保持在闭合状态中，并且在从闭合状态转换到跳闸状态 时，所述锁止元件通过所述跳闸杠杆的运动能够从锁止位置中释放并且通过所述锁止元件 的运动能够释放所述夹紧杆，其中，所述锁止元件设计为板形或者基本板形形状并且具有 支承部段，为了从闭合状态转换到跳闸状态所述支承部段能够运动地支承在两个侧板的至 少一个侧板中。所述技术问题按照本实用新型还通过一种具有前述开关装置的功率开关解 决。本实用新型的其它的特征通过由从说明书和附图中得出。在此，清楚的是，涉及开关装 置时说明的特征和细节也适用于涉及按照本实用新型的功率开关的说明，并且反之亦然， 以此基于对独立的实用新型方面的公开始终可以互相引用。
[0007] 板形的或者基本板形设计的锁止元件可以例如借助切削过程、如激光切割尤其简 便和成本有利地制造。省去了耗费的工艺步骤比如弯曲过程。本实用新型的其它优点在于， 所述锁止元件通过支承部段直接支承在两个侧板的至少一个侧板中，所述锁止元件优选地 是一体式或者单件式部件。由此可以避免如现有技术那样把不同的部件组合在一起的加工 过程，在所述加工过程中例如在支承轴定位在两个侧板中之前，将弯曲的锁止元件借助保 持环穿引过支承轴。此外，以此可以省掉其它的支承部件，从而可以进一步节省成本。
[0008] 闭合状态是一种功率开关具有闭合回路的状态。跳闸状态是一种功率开关的回路 断开的状态，即不再有电流流过功率开关。跳闸杠杆优选地在第一支承元件、例如支承螺栓 或者支承销上，在两个侧板之间布置或者支承。优选地，第一支承元件能转动地支承在两个 侧板之间。优选地，夹紧杆借助拉力弹簧(第二开关弹簧)预紧。通过锁止元件的运动能释放 夹紧杆，意味着，夹紧杆只要不通过锁止元件机械地锁止或者保持，就会被拉力弹簧的力带 动。优选地，夹紧杆能转动地支承在其它的支承元件例如支承螺栓或者支承销上。
[0009] 锁止元件设计为板形或者基本板形，意味着，锁止元件优选不具有凸起或者具有 尽可能少的和/或仅较低的凸起。这就是说，锁止元件不限制为完全平面的板形状。为了从 闭合状态转换到跳闸状态，支承部段可以能运动地支承在两个侧板的至少一个侧板中，支 承部段在两个侧板的至少一个侧板中具有间隙。在此优选地，支承部段或者锁止元件在两 个侧板的至少一个侧板中能翻动或者摆动地支承。尤其优选的是，锁止元件在两个侧板的 至少一个侧板中能以确定的角度受限制地能翻动或者摆动地支承，例如在3和20度角之间， 优选5和15度角之间，尤其优选7和10度角之间。
[0010]按照本实用新型的进一步设计的优点是，锁止元件设计为冲压部件或者基本为冲 压部件。以此可以成本尤其有利地制造锁止元件，不需要其它复杂的工艺步骤例如弯曲就 能制造。此外，按照本实用新型的优点是，两个侧板的至少一个侧板也设计为冲压部件或者 基本为冲压部件。以此获得和成本有利地制造锁止元件同样的优点。锁止元件和/或两个侧 板的至少一个侧板设计为冲压部件或者基本为冲压部件并不是排除能在相应部件上进行 冲压流程以外的其它加工流程、例如去毛刺。按照本实用新型，被冲压的部件在冲压流程之 后不经过从根本上改变被冲压部件的形状或者影响功能的加工处理。
[0011]此外，按照本实用新型，锁止元件的支承部段支承在侧板缺口中，其中，侧板缺口 具有用于支承部段的支承部。在此尤其有利的是，在两个侧板的至少一个侧板的侧板缺口 中的支承通过冲压部件的形状确定。以此可以用成本尤其有利的方法制造支承部。所述缺 口可以是在两个侧板的至少一个侧板中的通孔或者盲孔或者凹处。所述通孔或者盲孔或者 凹处可以尤其简便地冲压或者压制。
[0012] 此外，支承部段的横截面可以具有不同于侧板缺口的几何轮廓。这就是说，支承部 段的横截面例如形成矩形或者基本矩形并且侧板缺口形成不对称的带有半径的多边形。以 此无须注意精确的配合。在此有利的是，侧板缺口具有比支承部段的横截面明显更大的横 截面积，例如大10%以上。无须注意精确的配合或者类似的操作，以此可以尤其成本有利地 借助冲压工艺制造各部件。
[0013] 按照本实用新型的进一步设计，侧板缺口可以具有至少一个第一凸出部，锁止元 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仅线性接触地或者甚至仅点 接触地支承，以此，在从闭合状态切换到跳闸或者关断状态中时，出现的摩擦力比传统的轴 的面接触的支承更小。以此不仅减小各部件上的释放力而且也减小由其引起的力矩。优选 地，凸出部设计为相对缺口方向或者开口方向正交或者基本正交。所述缺口方向或者开口 方向是一个侧板朝向另一个侧板的方向。优选地，凸出部位于缺口内并且尤其优选地设计 为至少一个侧板的单体件式部件。优选地，所述凸出部具有倒圆的尖部，不过也能设计为有 角的。
[0014] 此外按照本实用新型的优点在于，支承部段具有矩形的或者基本矩形的横截面， 所述支承部段偏心地支承在凸出部上。通过偏心的支承可以进一步减小释放力和与此相应 的力矩。在偏心的支承的情况下，支承部段和凸出部处在例如线性接触或者基本处于线性 接触，其中，所述线性接触在支承部段的表面上偏心地延伸，优选大约在支承部段的表面的 侧向三分之一或更小的位置处，以便在考虑支承部段在凸出部上可靠支承的情况下，尤其 和中心支承相比较，尽可能多地减小作用在锁止元件上的释放力。
[0015]按照进一步设计，侧板开口具有至少一个第二凸出部用于接触支承部段。以此，锁 止元件的运动、尤其翻转或者摆动可以限制在确定的范围内并且锁止元件的支承可以稳 定。跟第一凸出部一样，第二凸出部具有倒圆的尖部，不过也能设计为有角的。
[0016]此外，锁止元件具有用于支承和/或与夹紧杆有效连接的第一锁止元件缺口。以 此，可以用简便的方式在冲压部件中提供用于夹紧杆的支承部或者通过冲压部件的形状确 定。优选地，所述缺口设计为通孔，但是也能设计为在锁止元件中的盲孔或者凹处。按照本 实用新型相应地可以想到的是，锁止元件具有用于支承和/或与跳闸杠杆有效连接的第二 锁止元件缺口。以此，可以用简便的方式在冲压部件中提供对跳闸杠杆的支承。此外，也能 用于在开关装置中锁止元件的稳定。优选地，缺口设计为通孔，但是也能设计为在锁止元件 中的盲孔或者凹处。
[0017]按照本实用新型的其它方面，提供一种具有上述开关装置的功率开关。按照本实 用新型的功率开关具有和开关装置相同的优点。
【附图说明】
[0018]本实用新型其他改进措施由以下对本实用新型实施例的说明得出，该实施例在附 图中示意地表示。所有由说明书或附图得出的特征和/或优点包括设计细节、空间布局，可 以单独地也可以通过各种组合体现本实用新型的实质。
[0019] 在附图中：
[0020] 图1示出按照本实用新型的第一实施形式的开关装置的立体视图，
[0021 ]图2示出按照第一实施形式的开关装置的局部侧视图，
[0022] 图3示出按照本实用新型的第一实施形式的锁止元件的立体视图，
[0023] 图4示出按照本实用新型的第一实施形式的开关装置的闭合状态，
[0024] 图5示出按照本实用新型的第一实施形式的开关装置的跳闸状态，
[0025] 图6示出按照本实用新型的第一实施形式的开关装置的关断状态，
[0026] 图7示出在闭合状态中的按照本实用新型的第一实施形式的开关装置的截图，
[0027] 图8示出在闭合状态中的按照本实用新型的第二实施形式的开关装置的截图，
[0028] 图9示出具有按照本实用新型的第一实施形式的开关装置的功率开关。
[0029] 在图1至9中具有相同功能和作用的元件分别标以相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0030] 图1示出按照本实用新型的第一实施形式的开关装置100的立体视图。如图1所示， 在此与在迄今为止现有技术中已知的锁止元件或者插销通过在两个侧板中的轴的组装方 式是不同。取而代之的是，锁止元件20直接支承在两个侧板30中。此外，按照图1的开关装置 具有跳闸杠杆10,所述跳闸杠杆10在开关装置100的两个侧板30之间能转动地支承在第一 支承元件上(此处为支承销上)并且在闭合状态中把预紧的锁止元件20保持在锁止位置中。 在锁止位置中，所述锁止元件20锁止预紧的夹紧杆40在预紧方向上的运动，以此把开关装 置保持在闭合状态中。在从闭合状态到跳闸状态的切换时，通过跳闸杠杆10的运动能把锁 止元件20从锁止的状态中释放并且夹紧杆40能通过锁止元件20的运动释放。板形的或者基 本板形的锁止元件20具有支承部段21，为了从闭合状态到跳闸状态的切换，所述支承部段 21能运动地支承在两个侧板30之间。
[0031] 此外，开关装置100具有开关杠杆60,通过所述开关杠杆60可以在不同的状态之间 切换或者所述开关杠杆6能在闭合状态、跳闸状态和关断状态之间的切换情况下移置或者 相应地运动。所述开关杠杆60用作外部标志，显示开关装置100或者功率开关1000是否处于 闭合位置、跳闸位置或者关断状态中。锁止元件20通过第一开关弹簧91预紧，所述第一开关 弹簧91布置在锁止元件20和跳闸杠杆10之间。在开关杠杆60和连接板80之间分别通过其它 的支承元件或者支承螺栓预紧第二开关弹簧92,所述连接板80连接开关装置100和功率开 关1000的转子壳体。在从闭合状态到跳闸状态或者关断状态的切换情况下，从例如释放的 双金属元件(未示出）通过跳闸杠杆10、锁止元件20、第一开关弹簧91、夹紧杆40、侧板30、转 向器件70以及第二开关弹簧92到开关杠杆60上进行力传递。按照图1所示的第一实施形式， 所述夹紧杆40具有卡止件41，所述卡止件41可以处于和锁止元件20的作用中。
[0032] 图2以侧面视图示出按照第一实施形式的开关装置100的截图。图2尤其示出按照 本实用新型的锁止元件20的支承部段21的在侧板的缺口 31的第二凸出部33以及第一凸出 部32上的支承。此外，图2示出，第一凸出部支承在支承部段21的表面的侧向三分之一处。 [0033] 图3单独示出锁止元件20,所述锁止元件20具有第一锁止元件缺口 22和第二锁止 元件缺口 23以及支承部段21。此外，在图3中尤其示出弹簧支承部93,在所述弹簧支承部93 上布置有第一开关弹簧91的端部段。
[0034] 图4至图6示出在闭合状态、跳闸状态和关断状态中的按照本实用新型的开关装 置。为了更好的使人理解和清楚地显示开关机制，在图4到6中不显示附图标记。
[0035] 图7和图8以侧视图示出开关装置100的截图。在此尤其示出起作用的释放力 Fklink和由其产生的力矩。为了更高地理解，在图7和8中没有示出所有的部件。
[0036]图7示出按照第一实施形式的开关装置100。如图7所示，释放力Fklink通过跳闸杠 杆10作用在锁止元件20上。此外，力Fl通过夹紧杆40的卡止件41施加在锁止元件20上。所述 释放力Fkl ink可以通过如下计算：
[0037] Fklink=Fl X a/b
[0038] 在从图7中所示的闭合状态到跳闸状态的切换时，跳闸杠杆10绕第一支承元件51 逆时针方向从锁止元件20离开，所述锁止元件20以此在跳闸杠杆的方向向右转动，例如转 动8到10度角度。以此释放卡止件41，以此夹紧杆40可以在预紧力的方向上通过第二开关弹 簧92绕另外的支承元件逆时针方向地运动并且把开关杠杆60设在跳闸位置中。所述转动通 过两个凸出部32、33限定。跳闸杠杆10的部段例如卡进第二锁止元件缺口 23中并且卡止件 41支承在第一锁止元件缺口 22中或者第一锁止元件缺口 22上的最少一个边缘上。就是说， 在闭合状态中锁止元件20处于和跳闸杠杆10、侧板30和夹紧杆40的直接有效连接中。此外 如由图7所知，所选的尺寸a越小释放力Fklink就越小。在实践中已知，尤其有利的是，为了 减小释放力Fklink把凸出部32布置在支承部段21的表面约侧向三分之一处。根据所使用的 部件的材料性质的不同，清楚的是可以通过凸出部32的进一步错移实现释放力的进一步减 小。因此，凸出部例如可以布置在侧向四分之一处、五分之一处、六分之一处等等。
[0039] 图8示出按照第二实施形式的开关装置100。第二实施形式和第一实施形式基本相 同，区别在于，侧板缺口31a在所属的侧板30a中具有另外的形状或者横截面形状。按照在图 8中所示的第二实施形式，支承部段21支承在边缘上、准确地说支承在侧板缺口 31a中的钝 角中。在直接的比较中可以看到，在第二实施形式情况下释放力尽管稍微大于在第一实施 形式情况，但是侧板缺口 31a具有比侧板缺口 31更简单的轮廓。
[0040] 图9示意性示出具有按照第一实施形式的按照本实用新型的开关装置的功率开关 1000 o
[0041 ]附图标记列表
[0042] 1〇 跳闸杠杆
[0043] 20 锁止元件
[0044] 21 支承部段
[0045] 22 第一锁止元件缺口
[0046] 23 第二锁止元件缺口
[0047] 30、30a 侧板
[0048] 31、31a 侧板缺口
[0049] 32 第一凸出部
[0050] 33 第二凸出部
[0051 ] 40 夹紧杆
[0052] 41 卡止件
[0053] 51 第一支承元件
[0054] 60 开关杠杆
[0055] 70 转向器件
[0056] 80 连接板
[0057] 91 第一开关弹簧
[0058] 92 第二开关弹簧
[0059] 93 弹簧支承部
[0060] 100 开关装置
[0061 ] 1000 功率开关
【主权项】
1. 一种用于功率开关的开关装置(100)，所述开关装置（100)设计用于将所述功率开关 (1000)从闭合状态转换到跳闸状态，所述开关装置(100)具有跳闸杠杆(10)，所述跳闸杠杆 (10)布置在开关装置(100)的两个侧板(30;30a)之间并且在闭合状态下将预紧的锁止元件 (20) 保持在锁止位置中，其中，所述锁止元件(20)在锁止位置中阻止预紧的夹紧杆(40)沿 预紧方向的运动，由此使所述开关装置（100)保持在闭合状态中，并且在从闭合状态转换到 跳闸状态时，所述锁止元件(20)通过所述跳闸杠杆（10)的运动能够从锁止位置中释放并且 通过所述锁止元件(20)的运动能够释放所述夹紧杆(40)，其特征在于，所述锁止元件(20) 设计为板形或者基本板形形状并且具有支承部段(21)，为了从闭合状态转换到跳闸状态所 述支承部段(21)能够运动地支承在两个侧板(30; 30a)的至少一个侧板中。2. 按照权利要求1所述的开关装置（100)，其特征在于，所述锁止元件(20)设计为冲压 部件或者基本为冲压部件。3. 按照权利要求1或2所述的开关装置（100)，其特征在于，所述两个侧板(30; 30a)的至 少一个侧板设计为冲压部件或者基本为冲压部件。4. 按照权利要求1或2所述的开关装置（100)，其特征在于，所述锁止元件(20)的支承部 段(21)支承在侧板缺口（31;31a)中，其中，所述侧板缺口（31;31 a)具有用于所述支承部段 (21) 的支承部(32)。5. 按照权利要求4所述的开关装置（100)，其特征在于，所述支承部段(21)的横截面具 有不同于侧板缺口（31 ;31a)的几何轮廓。6. 按照权利要求4所述的开关装置（100)，其特征在于，所述侧板缺口（31 ;31a)具有至 少一个第一凸出部（32)，所述锁止元件（20)的支承部段(21)支承在所述第一凸出部（32) 上。7. 按照权利要求6所述的开关装置（100)，其特征在于，所述支承部段(21)具有矩形或 者基本矩形的横截面，所述支承部段(21)偏心地支承在凸出部(32)上。8. 按照权利要求4所述的开关装置（100)，其特征在于，所述侧板开口（31 ;31a)具有至 少一个第二凸出部(33)用于接触支承部段(21)。9. 按照权利要求1或2所述的开关装置（100)，其特征在于，所述锁止元件具有用于支 承和/或与所述夹紧杆(40)有效连接的第一锁止元件缺口（22)。10. -种功率开关(1000)，具有按照权利要求1至9之一所述的开关装置(100)。
【文档编号】H01H71/12GK205657028SQ201521066239
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年12月18日 公开号201521066239.5, CN 201521066239, CN 205657028 U, CN 205657028U, CN-U-205657028, CN201521066239, CN201521066239.5, CN205657028 U, CN205657028U
【发明人】M.杭扎特科, P.奈曼, M.佩特拉切克, C.韦伯
【申请人】西门子公司