专利名称：电气开关装置的双稳锁定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将接触器、电路断路器、接触断路器等低压电气开关装置快速锁定在安装支架上的双稳锁定装置。本发明还涉及包括这种锁定装置的开关。
背景技术：
众所周知，电气开关装置通常在其背面含有锁定系统，因而可以固定在安装支架上，尤其在面板或外壳内。这种系统通常用于将该装置锁定到连接导轨上，连接导轨包括如水平的DIN导轨的部件，该部件是具有两个相对边缘的帽子形状的部件且该部件是标准大小。与在板上使用连接螺钉的传统锁定系统相比，该系统的优点是更快、更灵活，使得使用者可以很容易地安装装置。一旦该装置被锁定，就可以容易地进行电连接。
通常，用于开关装置的锁定系统包括槽口或锁定钳口，该槽口或锁定钳口设置在该装置背面的整个或部分宽度上以夹住导轨的顶部边缘。锁定系统还包括可以夹住导轨下部边缘的锁定部分，因此可以将该装置与导轨相接触地进行锁定。锁定部分可以手动或者使用弹性构件自动地在缩回位置(解锁位置)和锁定位置之间运动。在缩回位置，锁定部分松开导轨；在锁定位置，通过与装置接触地夹住导轨下部边缘，锁定部分使该装置不能动。
为了固定装置(即开关装置)，使用者首先将该装置的钳口卡在导轨的边缘上，然后启动该锁定系统的弹性构件，例如用工具或直接用倾斜面，因而可以随意确定装置与导轨下部边缘接触的位置。一旦将该装置处于其正确位置，就释放弹性构件，以将该装置完全地锁定在导轨上。
但是，这种类型的锁定系统仅仅具有一个相应于锁定位置的稳定位置。只有操作者对弹性构件一直地施加作用力，才有可能得到相应于解锁位置的另一位置。
在永久固定多个装置前，将这些装置的钳口定位在上边缘上之后可以自由地移动这些装置，有时是很有用的。这使得可以容易地调整它们彼此之间的精确位置。这样，只有一件工具的操作者在定位两个或多个装置的相互位置时就遇上了困难，不得不同时将两个锁定系统保持在解锁位置。这导致在装配装置时浪费时间。
因此，具有两个稳定位置以在锁定前该装置可以不用工具而沿着导轨自由移动的系统就很有用。这种类型的解决办法在文献DE3513762、DE4003408、DE4011446、FR2666482、EP0978913、DE20216516中都具体描述过。但是，这些文献中给出的系统通常用于轻便或小型的装置，如模块装置，因此它们不适合于支撑大的装置。
但是，在使用高额定功率的开关装置的情况下，例如与100kW或更高功率的电机一起使用的低压保护装置和/或控制装置，因为其重量可能对装配和精确定位带来困难，所以，具有稳定锁定位置和稳定解锁位置的双稳系统的存在就更具有吸引力。更确切地说，有时几个大装置可能要同时固定在同一导轨上，尤其在预置两个电机接触器作为转换器开关的情况下。
发明内容
因此，设计一种经济并易于使用的双稳锁定装置是有益的，该锁定装置要足够可靠和稳固，对于所有类型的装置尤其是高额定功率的开关装置来说，能够被有效地保持在导轨上就位。
为实现该目的，本发明描述了一种在安装支架上锁定电气开关装置的装置，包括锁定部分，该锁定部分能够在稳定的解锁位置和稳定的锁定位置之间沿着纵向轴线平动。在稳定的解锁位置，该装置从安装支架被松开，在稳定的锁定位置，该装置被锁定部分锁定与安装支架相接触。该装置包括一锁闩，能够绕着基本垂直于平动轴线的一摆动轴枢转。该锁闩设有制动构件，能够与在锁定部分中形成的互补构件相配合，将该装置保持在解锁位置。该装置还包括设计用于将该装置保持在锁定位置的弹性构件，该弹性构件的第一端部靠在锁定部分上，相反的第二端部靠在锁闩上。
根据一个特征，为了摆动该锁闩并将该装置移动到锁定位置，该锁闩包括一突片，该突片能够从开关装置的前面被致动。因此，由于该装置的锁定操作只包括从该装置前部驱动该锁闩的突片，所以该装置的锁定操作非常简单。根据另一特征，该锁定部分形成有孔，在该孔中例如使用工具就能使该装置处于解锁位置。
根据本发明，锁定部分、锁闩和弹性构件是独立部分，因而可以容易地用适合于各自受力的不同材料制造。而且，锁定部分只能沿纵向轴线滑动。不象其它解决方法，由于独立的锁闩转动以将锁定部分保持在解锁位置，本发明不需要通过在另一方向上的任何特定移动来卡配合(click fitting)或紧固锁闭。这一特征极大地提高了锁定部分的强度并因而有助于将该装置保持在锁定位置。
其它特征和优点将在下面参考作为例子给出并用附图表示的实施例的详细描述中显现出，其中图1是装配了根据本发明的锁定装置的开关装置的分解透视图的简化示意图；图2和3是分别处于锁定位置和解锁位置的锁定装置沿着前-后方向的竖直(纵向)平面的横截面图；图4是穿过示例锁定部分的水平(横向)截面的示意图。
具体实施例方式
参考附图，电气开关装置包括基本为平行六面体形状的外壳10，外壳10的后壁12有凹口13，安装支架5将插入在凹口13中，安装支架5本身装在例如盒子、箱体或框架中。在所示的实施例中，安装支架5是基本水平的DIN导轨，该导轨的横截面是具有两个相对边缘的众所周知的帽子形状。凹口13顶部有斜槽或钳口11，导轨5的上边缘能够装配在钳口11中，因而该装置可以放在安装导轨5上。一旦将该装置放入该处，操作者仍然可以沿着导轨5移动它，尤其可以对其精确地定位。然后，为了固定该装置，所需要的仅仅是用根据本发明的锁定装置夹住与该装置相接触的导轨5的底部边缘。
该锁定装置包括细长的锁定部分40，该锁定部分40沿纵向(图示为竖直)轴线平移地滑动，其顶端装有凸头41。该锁定装置具有两个稳定位置锁定部分40的凸头41从导轨缩回的解锁位置(图3)，和锁定部分40的凸头41夹住与该装置相接触的安装导轨5的下边缘以使其被锁住的锁定位置(图2)。参考图4的例子，锁定部分40由两个外侧部分46围住中间纵向部分44组成，外侧部分46基本垂直于中间部分44。外侧部分46本身在每侧向外延伸成纵向的壁，该纵向的壁形成与中间部分44平行的滑片43。
锁定部分40的凸头例如可以由沿着外侧部分46的延长部分安装的两个横向突片41组成，每个突片具有与安装导轨5的下边缘形成接触以将其夹住(图2)的斜面。锁定部分40在凸头41的两个突片之间的中间部分44也延长成近似横向(图示为水平)的表面42。
纵向滑片43使得锁定部分40可以在位于凹口13下部的外壳10的背面12中形成的相应纵向凹槽17中滑动，因而使得锁定部分只沿着纵向轴线滑动。有益地，无需任何弹性部件来将锁定部分40保持在给定位置，例如通过卡配合等。这样设计简单并容易用比塑料坚硬的硬材料如金属来制造。其相对于该装置仅有的自由度是由在相应凹槽17中装入的滑片43控制的垂直运动。因而，它足够稳固并很好地保持包括高额定功率的开关装置的电气装置与导轨相接触。
而且，锁定部分40的中间部分44在靠近其下端处具有孔49，该孔49可以装入工具，操作者可以用该工具轻易地向下拔出锁定部分，使其进入解锁位置。
该锁定装置还包括锁闩30，锁闩30由副臂32基本垂直于主臂31组成，其剖面形状为倒L形。锁闩30能够绕着横向(图示为水平)的摆动轴枢转，该横向的摆动轴是通过主臂31两侧上向外延伸的两个齿34来实现的。这些齿34装配在该装置背面12上设置的适当外壳(图中未示)中。
因此，锁闩30可以绕轴34在稳定的所谓缩回位置(相应于装置的锁定位置-图2)和稳定的所谓向前位置(相应于装置的解锁位置-图3)之间转动。为了将该装置保持在解锁位置，锁闩包括制动构件35，它与设置在锁定部分40上的互补构件45相配合工作。在优选实施例中，这些制动构件由两个销35组成，销35从主臂31沿着与副臂32相同的方向突出并处于副臂32的两边。锁闩处于向前位置时，销35被引入两个相应的锁定槽口45，例如在锁定部分的滑片43中形成的孔。槽口45形成在滑片43中一定高度处，使得销35装入槽口时，锁定部分40处于解锁位置并被锁闩30保持就位。
锁定部分40不在解锁位置时，销35的端部与槽口45外的滑片43接触摩擦，其效果是将锁闩保持在缩回位置。在缩回位置，锁闩30主臂31的顶部保持与倾斜平面14接触。该倾斜平面14是为了该目的而形成在该装置背面12中的。该平面14向上稍微倾斜并位于摆动轴34的上方。
同样，在向前位置，锁闩30主臂31的底部与倾斜平面15相接触地靠在倾斜平面15上。该倾斜平面15是为了该目的而形成在该装置背面12中的。该平面15向下稍微倾斜并位于摆动轴34的下方。因此锁闩30绕摆动轴34的运动限定在这两个倾斜平面14、15之间。销35一装入锁定槽口45就得到了向前位置。例如，由于锁闩30不直接作用在安装导轨5上因此也不直接承受将装置保持在导轨上所必需的力，所以，锁闩30可以轻易地用模制塑料制成。不过，它也可以是金属的。
锁定部分40的中间部分44和两个外侧部分46组合形成用于安装弹性构件20的空间47(见图4)，弹性构件20沿着锁定部分40的纵向位移轴线施加力。优选的，这些弹性构件由一个或多个普通的并且因而是经济的螺旋压缩弹簧20组成。所示实施例包括单个压缩弹簧20，但是可以包括以相同方式处于空间47内的多个压缩弹簧。
放在空间47中的压缩弹簧20，由与锁定部分40的面42接触的一个端部21和与锁闩30副臂32接触的相反的第二端部22支撑。由于锁闩30只能绕着横向的摆动轴转动，所以弹簧20产生的纵向压力主要作用在锁定部分40上。
因此，采用根据本发明描述的办法，简单地通过改变弹簧20的类型和/或数量就可以方便地调整锁定装置将电气装置保持就位所施加的压力，而不用调整锁闩30或锁定部分40。这样，可以很容易地将该装置适用于更重或更轻和不同数量的紧凑装置。
该锁定装置如下操作该装置在锁定位置时(图2)，通过与滑片43保持接触的销35端部使锁闩30挡在缩回位置与倾斜平面14接触，但是销35不能防止锁定部分移动。锁闩的副臂32用作弹簧20底端22的基座。弹簧另一端21支撑在面42上并将锁定部分40向上拉，直到齿41夹住导轨5。如果没有导轨5，就在该装置的背面12上形成挡块16并且锁定部分的面42与其接触时就停止，因而限制弹簧20的运动距离。
为了从锁定位置变到解锁位置，操作者可以在孔49中插入工具并向下拉锁定部分40。销35面对槽口45时，在压在副臂32上的弹簧20作用下，锁闩30将移入向前位置，并且销35会装入锁定槽口45，因而将锁定部分40固定在该位置并稳定锁定位置的解锁位置。
由于根据本发明所设计的装置，使得弹簧20在向下的方向上对围绕摆动轴的副臂32施加的压力的力矩大于弹簧20在向上的方向上对锁定部分40的槽口45施加的压力的力矩，所以锁闩的向前位置是稳定的。这由于摆动轴和副臂32的中心(看作弹簧的支撑点)之间的距离d1大于摆动轴和销35上槽口45的支撑点之间的距离(见图3)。因此，无需施加任何外部操作，自然将锁闩30推成与倾斜平面15接触，并因而稳定处于向前位置中。
锁闩30的主臂31延长超过该装置下表面，以形成可以从装置前面致动的突片39。为了从解锁位置移到锁定位置，操作者只须通过在前面施加操作向后推突片39，这具有将销35从其槽口45解开的作用。锁定部分40在弹簧20朝着锁定位置的动作下解开并向上拉，而且锁闩30移入稳定的缩回位置。施加在突片39上释放销35的力随摆动轴和在突片39上施加压力的点之间的距离而变。很容易选择锁闩30的大小使得可以通过在突片39上施加适当的推力就能使其摆动。
本发明还涉及装有这种锁定装置的电气开关装置。根据另一特征，一些装置还具有几个安装孔18、19(见图1)，这些孔可用于例如使用螺钉将它们固定在另一类型的安装支架上，如安装板上。因此，同样的装置可以很好地安装在板型支架上，或安装在导轨型支架上，这取决于使用者所需求的应用。本发明提出一种经济的解决办法，包括确定首先用于将锁定部分拉到解锁位置的锁定部分40的中间部分44的孔49的形状，因而使其适于用作一个安装孔，以限定在该装置中部件的数量。因此图1中的例子示出了一个装置，该装置还可以用两个可缩回的安装孔18、19和锁定部分40的孔49固定在安装板上，连接通孔18、19靠近该装置顶部边缘，通孔49在该装置底部的中间部分中。
很明显，可以想到对细节进行其他变化和改善或者甚至可以设想使用等效构件，而不超出本发明范围。
权利要求
1.一种锁定装置，用于在安装支架(5)上锁定电气开关装置，包括锁定部分(40)，该锁定部分(40)能够着纵向轴线在稳定的解锁位置和稳定的锁定位置之间平动，在稳定的解锁位置，该锁定装置从安装支架(5)被松开，在稳定的锁定位置上，该锁定装置被锁定部分(40)锁定在安装支架(5)上，其特征在于，该锁定装置包括锁闩(30)，能够绕着基本横向的摆动轴(34)转动，并且设有制动构件(35)，该制动构件(35)能够与在锁定部分(40)中形成的互补构件(45)相配合工作，而将该锁定装置保持在解锁位置，弹性构件(20)，用来将该锁定装置保持在锁定位置，该弹性构件(20)包括靠在锁定部分(40)上的第一端部(21)和靠在锁闩(30)上的相对的第二端部(22)。
2.根据权利要求1的锁定装置，其特征在于，该弹性构件包括至少一个压缩弹簧(20)。
3.根据权利要求1或2的锁定装置，其特征在于，该锁闩制动构件包括两个销(35)，该销(35)能够插入形成在锁定部分(40)纵向侧(43)上的两个相应锁定槽口(45)内。
4.根据权利要求3的锁定装置，其特征在于，当锁闩(30)不在解锁位置时，锁闩的销(35)的端部保持与锁定部分(40)的纵向侧(43)接触。
5.根据权利要求3或4的锁定装置，其特征在于，在该锁定装置中，在解锁位置，施加在锁闩(30)上的压力力矩大于施加在锁定部分(40)锁定槽口(45)上的压力力矩，以保持解锁位置的稳定性。
6.根据前述权利要求之一的锁定装置，其特征在于，该锁闩(30)包括突片(39)，该突片(39)能够从该锁定装置前面被致动，使锁闩(30)摆动而从解锁位置移动到锁定位置。
7.根据前述权利要求之一的锁定装置，其特征在于，该锁定部分(40)是金属的。
8.根据前述权利要求之一的锁定装置，其特征在于，该锁闩(30)由塑料制成。
9.根据前述权利要求之一的锁定装置，其特征在于，该锁定部分(40)包括孔(49)，该通孔(49)用来通过工具致动处于解锁位置的锁定装置。
10.一种电气开关，其特征在于，包括根据前述权利要求之一的至少一个锁定装置。
11.根据权利要求10的电气开关，其特征在于，还包括多个孔(18、19)，用来通过螺钉将电气开关安装到安装支架，该锁定部分(40)包括用来致动处于解锁位置的锁定部分的孔(49)，并且，通孔(49)被用作所述安装孔(18、19、49)之一。
全文摘要
本发明涉及用于将电气开关设备锁定在安装支架(5)上的锁定装置。该锁定装置包括能够沿纵向轴线在稳定的解锁位置和稳定的锁定位置之间平动的锁定部分(40)、能够绕着基本横向的摆动轴(34)转动的锁闩(30)和用于将该锁定装置保持在解锁位置的弹性构件(20)。该弹性构件(20)的第一端部与锁定部分(40)接触，其相对的第二端部与锁闩(30)接触。该锁闩包括制动构件(35)，与形成在锁定部分(40)中的互补构件(45)配合工作，以将该锁定装置保持在解锁位置。
文档编号H02B1/052GK1534842SQ200410043090
公开日2004年10月6日 申请日期2004年3月29日 优先权日2003年3月27日
发明者阿兰·莫鲁克斯, 阿兰 莫鲁克斯 申请人:施耐德电器工业公司