用于啟動開關(guān)的閉鎖機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于啟動開關(guān)的閉鎖機構(gòu)(10)、包括本文描述的閉鎖機構(gòu)(10)的開關(guān)，以及對閉鎖機構(gòu)(10)解鎖的方法。閉鎖機構(gòu)(10)包括閉鎖元件(12)、至少一個線性促動器(11)和第一夾持元件(13)，其中，閉鎖機構(gòu)(10)構(gòu)造成在閉鎖狀態(tài)和解鎖狀態(tài)之間改變。在閉鎖狀態(tài)中，至少一個線性促動器(11)沿著縱向軸線(20)延伸，并且使閉鎖元件(12)壓靠在第一夾持元件(13)上，從而在閉鎖元件(12)和第一夾持元件(13)之間建立摩擦鎖定。在解鎖狀態(tài)中，至少一個線性促動器(11)沿著縱向軸線(20)縮回，從而釋放閉鎖元件(12)和第一夾持元件(13)之間的摩擦鎖定，從而允許閉鎖元件(12)移動，以啟動開關(guān)。
【專利說明】用于啟動開關(guān)的閉鎖機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開的實施例涉及用于啟動開關(guān)的閉鎖機構(gòu)。另外，本公開的實施例涉及包括本文描述的閉鎖機構(gòu)的開關(guān)。另外，公開了對閉鎖機構(gòu)解鎖的方法的實施例。

【背景技術(shù)】
[0002]許多應(yīng)用都需要響應(yīng)時間短的開關(guān)，例如用于低電壓、中等電壓和高電壓的斷路器。典型的斷路器由驅(qū)動單元和閉鎖機構(gòu)驅(qū)動，驅(qū)動單元存儲有能量，閉鎖機構(gòu)用于阻止驅(qū)動單元啟動斷路器。傳統(tǒng)閉鎖機構(gòu)穩(wěn)定可靠且安全，但在它們的釋放時間上受到很大的約束。通常，它們基于貼切配合式鎖定，這意味著待被閉鎖的部件被以幾何結(jié)構(gòu)的方式阻止移動，確切地直到這個幾何阻隔件移開。通常，這樣的閉鎖機構(gòu)基于復(fù)雜的一系列不同的杠桿來以若干個階段實現(xiàn)力的減小，使得在后面允許使用小且簡單的促動器來啟動釋放。典型地，在傳統(tǒng)閉鎖機構(gòu)中，使用移位較大-力小的促動器，例如螺線管。
[0003]但是，具有復(fù)雜的一系列用于減小力的不同的杠桿的閉鎖機構(gòu)具有缺點。特別地，它們的復(fù)雜性會引入許多慣量，慣量最終會導(dǎo)致響應(yīng)時間延長。因此，傳統(tǒng)閉鎖機構(gòu)難以適應(yīng)超快速應(yīng)用所需要的快速響應(yīng)時間。
[0004]標(biāo)準(zhǔn)解鎖時間目前為大約3毫秒-10毫秒。盡管如此，像DC斷路器那樣的新產(chǎn)品例如使得需要能夠比現(xiàn)有閉鎖件快不止一個數(shù)量級地操作的閉鎖機構(gòu)。
[0005]考慮到以上，本公開的目標(biāo)是提供一種克服至少一些現(xiàn)有技術(shù)中的問題的閉鎖機構(gòu)。通過基于摩擦鎖定概念提供復(fù)雜性減小的閉鎖機構(gòu)來實現(xiàn)這個目標(biāo)。特別地，通過根據(jù)獨立權(quán)利要求的閉鎖機構(gòu)、包括本文描述的閉鎖機構(gòu)的限制開關(guān)和對閉鎖機構(gòu)解鎖的方法來至少在某種程度上實現(xiàn)這個目標(biāo)。根據(jù)從屬權(quán)利要求、它們的組合、描述和附圖，本公開的另外的方面、優(yōu)點和特征是顯而易見的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]考慮到以上，提供一種用于啟動開關(guān)的閉鎖機構(gòu)，其中，閉鎖機構(gòu)包括閉鎖元件、至少一個線性促動器和第一夾持元件。閉鎖機構(gòu)構(gòu)造成在閉鎖狀態(tài)和解鎖狀態(tài)之間改變，其中，在閉鎖狀態(tài)中，至少一個線性促動器沿著縱向軸線延伸，并且使閉鎖元件壓靠在第一夾持元件上，從而在閉鎖元件和第一夾持元件之間建立摩擦鎖定。在解鎖狀態(tài)中，至少一個線性促動器沿著縱向軸線縮回，從而釋放閉鎖元件和第一夾持元件之間的摩擦鎖定，從而允許閉鎖元件移動，以啟動開關(guān)。
[0007]根據(jù)本公開的另一方面，提供一種包括本文描述的閉鎖機構(gòu)的開關(guān)。開關(guān)進一步包括與開關(guān)的接觸元件相關(guān)聯(lián)的可動機械接觸元件，其中，在閉鎖狀態(tài)中，機械接觸元件被閉鎖元件牽制，從而阻止電接觸元件進行斷開移動，以及其中，在解鎖狀態(tài)中，機械接觸元件由閉鎖元件釋放，從而使得電接觸元件能夠進行斷開移動。
[0008]根據(jù)本公開的另一方面，提供一種對閉鎖機構(gòu)解鎖的方法，其中，方法包括通過促動至少一個線性促動器來釋放閉鎖元件和第一夾持元件之間的摩擦鎖定，使得閉鎖元件能夠執(zhí)行用于啟動開關(guān)的移動。
[0009]本公開還涉及用于執(zhí)行公開的方法的設(shè)備，它包括用于執(zhí)行各個描述的方法步驟的設(shè)備部件。這些方法步驟可用硬件構(gòu)件、經(jīng)合適的軟件編程的計算機、它們兩者的組合或任何其它方式執(zhí)行。此外，本發(fā)明還涉及運行描述的設(shè)備的方法。方法包括用于執(zhí)行設(shè)備的每個功能的方法步驟。
[0010]根據(jù)從屬權(quán)利要求、它們的組合、描述和附圖，本公開的另外的方面、優(yōu)點和特征是顯而易見的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]因而，為了詳細(xì)地理解本公開的以上所述特征，可通過參照實施例來獲得上面簡述的本公開的更具體的描述。在圖中描繪典型的實施例，并且在以下描述中詳細(xì)說明典型的實施例。在圖中:
圖1顯示根據(jù)本文描述的實施例的閉鎖機構(gòu)沿著其縱向軸線的橫截面圖；
圖2顯示在閉鎖元件的位置處，垂直于閉鎖機構(gòu)的縱向軸線剖開的閉鎖機構(gòu)的透視圖；
圖3顯示根據(jù)本文描述的示例性實施例的在閉鎖元件的位置處，垂直于閉鎖機構(gòu)的縱向軸線剖開的閉鎖機構(gòu)的透視圖；
圖4顯示根據(jù)本文描述的另一個示例性實施例的在閉鎖元件的位置處，垂直于閉鎖機構(gòu)的縱向軸線剖開的閉鎖機構(gòu)的透視圖；
圖5顯示根據(jù)本文描述的實施例的在閉鎖元件的位置處，垂直于閉鎖機構(gòu)的縱向軸線剖開的閉鎖機構(gòu)的透視圖；
圖6顯示根據(jù)實施例的如圖5中顯示的那樣沿著閉鎖機構(gòu)的縱向軸線剖開的閉鎖機構(gòu)的透視圖；
圖7顯示對閉鎖機構(gòu)解鎖的方法的示例性實施例。

【具體實施方式】
[0012]現(xiàn)在將詳細(xì)參照各種實施例，在各幅圖中示出實施例的一個或多個示例。各個實施例或示例以說明的方式提供，而不意于作為限制。例如，被示為或描述成一個實施例的一部分的特征可用于任何其它實施例，或者與它們結(jié)合起來使用，以產(chǎn)生又一個實施例。意于的是本公開包括這樣的修改和變化。
[0013]在附圖的以下描述中，相同參考標(biāo)號表不相同或相似的構(gòu)件。大體上，僅描述關(guān)于單獨的實施例的不同處。除非另有規(guī)定，一個實施例中的部件或方面的描述也適用于另一個實施例中的對應(yīng)的部件或方面。
[0014]大體上，在本公開中，“啟動開關(guān)”包括借助于從能量存儲裝置中(特別是從驅(qū)動單元中)釋放存儲的能量來起動開關(guān)。
[0015]在本公開中，將用語“閉鎖元件”定義為閉鎖機構(gòu)的元件，在閉鎖機構(gòu)的閉鎖狀態(tài)中，該元件是閉鎖的，并且能夠移動到閉鎖機構(gòu)的解鎖狀態(tài)。就此而言，“閉鎖”要理解為特別是通過靜態(tài)摩擦保持、固定或緊固特定的位置。
[0016]在本公開中，“閉鎖元件的移動”要理解為閉鎖元件相對于夾持元件移動。典型地，閉鎖元件的至少一個自由度由其在閉鎖機構(gòu)中的布置限制，使得閉鎖元件優(yōu)選在解鎖狀態(tài)中執(zhí)行有導(dǎo)向的移動。特別地，“閉鎖元件的移動”要理解為圍繞旋轉(zhuǎn)軸線進行旋轉(zhuǎn)移動，旋轉(zhuǎn)軸線基本平行于閉鎖機構(gòu)的縱向軸線，并且/或者理解為基本垂直于閉鎖機構(gòu)的縱向軸線的平移移動。
[0017]在本公開中，將閉鎖機構(gòu)的縱向軸線定義為這樣的軸線:當(dāng)線性促動器從線性促動器的延伸狀態(tài)變成縮回狀態(tài)且反之亦然時，線性促動器沿著該軸線進行移動。
[0018]另外，在本公開中，將用語“夾持元件”定義為閉鎖機構(gòu)的元件，閉鎖元件可借助于該元件特別是通過靜態(tài)摩擦而閉鎖在閉鎖狀態(tài)。
[0019]在本公開中，用語“摩擦鎖定”要理解為閉鎖元件和夾持元件之間的用于建立閉鎖狀態(tài)的摩擦鎖定，其中，借助于閉鎖元件和夾持元件之間的靜態(tài)摩擦來約束閉鎖元件的移動。
[0020]在本公開中，用語“開關(guān)”要理解為電氣開關(guān)。開關(guān)還可包括開關(guān)的驅(qū)動機構(gòu)。典型地，開關(guān)包括至少一個可動電接觸元件和用于移動至少一個電接觸元件的驅(qū)動器。在本公開中，用語“電接觸元件”要理解為開關(guān)的用來建立或中斷電接觸的元件。
[0021]在本公開中，用語“機械接觸元件”要理解為被閉鎖元件牽制在閉鎖狀態(tài)中的元件。典型地，機械接觸元件操作性地聯(lián)接到開關(guān)上，例如使得機械接觸元件的移動使開關(guān)的至少一個可動電接觸元件移動。
[0022]在本公開中，將用語“閉鎖狀態(tài)”定義為閉鎖機構(gòu)的狀態(tài)，在該狀態(tài)中，利用至少一個夾持元件，通過摩擦鎖定將閉鎖元件閉鎖在特定位置上。
[0023]在本公開中，將用語“解鎖狀態(tài)”定義為閉鎖機構(gòu)的狀態(tài)，在該狀態(tài)中，閉鎖元件被解鎖，并且能夠執(zhí)行移動。
[0024]在本公開中，將用語“延伸狀態(tài)”定義為線性促動器相對于線性促動器的縮回狀態(tài)沿其縱向軸線延伸的狀態(tài)。
[0025]在本公開中，將用語“縮回狀態(tài)”定義為線性促動器相對于其延伸狀態(tài)沿其縱向軸線縮回的狀態(tài)。
[0026]如圖1中顯示的那樣，用于啟動根據(jù)本文描述的實施例的開關(guān)的閉鎖機構(gòu)10包括閉鎖元件12、至少一個線性促動器11和第一夾持元件13。根據(jù)實施例，閉鎖機構(gòu)10構(gòu)造成在閉鎖狀態(tài)和解鎖狀態(tài)之間改變。在閉鎖狀態(tài)中，至少一個線性促動器11沿著縱向軸線20延伸，并且使閉鎖元件12壓靠在第一夾持元件13上，從而在閉鎖元件12和第一夾持元件13之間建立摩擦鎖定。在解鎖狀態(tài)中，至少一個線性促動器11沿著縱向軸線20縮回，從而釋放閉鎖元件12和第一夾持元件13之間的摩擦鎖定，從而允許閉鎖元件12移動，以啟動開關(guān)。將在下面例如關(guān)于圖2來更詳細(xì)地闡明閉鎖元件的典型的移動。
[0027]因而，根據(jù)實施例，提供復(fù)雜性降低的閉鎖機構(gòu)。特別地，通過采用線性促動器，特別是大力-小位移式促動器，可避免使用為了使用小且簡單的促動器來啟動釋放而在傳統(tǒng)閉鎖機構(gòu)中由于需要減小力而需要的杠桿。因此，根據(jù)本文描述的實施例的閉鎖機構(gòu)的慣量減小，從而使得與已知閉鎖機構(gòu)相比，響應(yīng)時間減少。另外，由于閉鎖機構(gòu)基于摩擦鎖定，所以與傳統(tǒng)閉鎖機構(gòu)相比，僅需要使至少一個線性促動器較小地移位來對閉鎖機構(gòu)解鎖。因此，可非常快速地執(zhí)行這些小移位。因此，與之前的機構(gòu)相比，閉鎖機構(gòu)基于根本不同的原理(摩擦鎖定)，并且從而能夠?qū)崿F(xiàn)0.1毫秒至5毫秒的高速閉鎖釋放時間。
[0028]根據(jù)實施例，閉鎖元件12和第一夾持元件13設(shè)計成剛性的，以確保至少一個促動器可以最小的移位提供所需夾持力，以建立摩擦鎖定。特別地，閉鎖元件12和第一夾持元件13包括能夠經(jīng)受住夾持力產(chǎn)生的載荷的材料，使得閉鎖元件12和第一夾持元件13不會發(fā)生顯著的變形。因此，典型地，閉鎖元件12和第一夾持元件13由金屬和/或金屬合金(例如鋼)和/或陶瓷制成。
[0029]如圖1中示出的那樣，根據(jù)實施例，閉鎖元件12構(gòu)造成板。典型地，閉鎖元件12包括彼此基本平行的基本平坦的第一表面121和基本平坦的第二表面122。另外，第一表面121和第二表面122垂直于線性促動器11的縱向軸線20，并且布置在閉鎖元件12的相對的側(cè)。從而，閉鎖元件12特別適合與例如第一夾持元件13的對應(yīng)的平坦的表面建立摩擦鎖定。
[0030]根據(jù)實施例，至少一個線性促動器11是壓電促動器11、磁致伸縮式促動器11和液壓促動器11中的至少一個。因此，閉鎖機構(gòu)10的至少一個線性促動器11典型地是“小移位-大力式”促動器11。從而，根據(jù)實施例，提供閉鎖機構(gòu)10，可用它來避免用于減小力的杠桿。特別地，壓電促動器、磁致伸縮式促動器和液壓促動器適合提供非常大的力和小的移位。另外，在閉鎖機構(gòu)10的閉鎖狀態(tài)中，所述促動器11僅需要較少能量。因此，根據(jù)實施例，提供能量消耗較低的閉鎖機構(gòu)10。典型地，取決于閉鎖機構(gòu)10的具體設(shè)計，至少一個線性促動器11例如可能能夠提供至少10 kN，特別是至少15 kN，更特別地至少20 kN的夾持力。夾持力不存在特定的上限。通過選擇合適種類的促動器11 (例如壓電促動器11或液壓促動器11)，以及通過提供若干個并行的線性促動器11，在原則上可形成任意大的夾持力。
[0031]根據(jù)實施例，至少一個線性促動器11適于在閉鎖機構(gòu)10的閉鎖狀態(tài)和解鎖狀態(tài)之間改變。典型地，至少一個線性促動器11用來產(chǎn)生夾持力，持夾力通過使閉鎖元件12壓靠在第一夾持元件13上來對閉鎖元件12起作用，從而在閉鎖元件12和第一夾持元件13之間建立摩擦鎖定，從而鎖定閉鎖元件12的位置。特別地，可通過使至少一個線性促動器11沿其縱向軸線20進行延伸移動來建立摩擦鎖定。因而至少一個線性促動器11壓靠在閉鎖元件12的基本平坦的第一表面121上，從而使閉鎖元件12的基本平坦的第二表面122壓靠在第一夾持元件13上。因而，在閉鎖機構(gòu)10的閉鎖狀態(tài)中，閉鎖元件12和夾持元件13之間的摩擦力由夾持力產(chǎn)生。
[0032]如圖1中顯示的那樣，根據(jù)實施例，線性促動器11布置成使得線性促動器11的延伸移動導(dǎo)致的線性促動器11的長度改變會導(dǎo)致閉鎖元件12和夾持元件13之間的壓力增大。特別地，典型地，閉鎖機構(gòu)10構(gòu)造成使得在解鎖狀態(tài)中，沿著閉鎖機構(gòu)10的縱向軸線的間隙小于線性促動器11的可能的長度變化。
[0033]根據(jù)實施例，至少一個線性促動器11構(gòu)造成在下限為10 μ m(特別地5 μ m,更特別地I μ m)至上限為250 μ m(特別地150 μ m,更特別地100 μ m)的范圍中縮回，以從閉鎖機構(gòu)10的閉鎖狀態(tài)變成解鎖狀態(tài)。
[0034]根據(jù)實施例，閉鎖機構(gòu)10構(gòu)造成在從閉鎖狀態(tài)變成解鎖狀態(tài)時，在下限為0.5毫秒(特別地0.1毫秒，更特別地0.05毫秒)至上限為5毫秒(特別地2.5毫秒，更特別地
1.0毫秒)的期限內(nèi)釋放摩擦鎖定。因此，線性促動器11構(gòu)造成執(zhí)行縮回移動，以在下限為0.5暈秒(特別地0.1暈秒，更特別地0.05暈秒)至上限為5暈秒(特別地2.5暈秒，更特別地1.0毫秒)的期限內(nèi)，使閉鎖機構(gòu)10從閉鎖狀態(tài)變成解鎖狀態(tài)。
[0035]根據(jù)通過使用電促動式線性促動器11(諸如壓電促動器)的實施例，其中至少一個線性促動器11延伸的閉鎖狀態(tài)可為線性促動器11的斷電狀態(tài)或通電狀態(tài)。根據(jù)第一示例，在線性促動器11的通電狀態(tài)中獲得閉鎖狀態(tài)。因此，可通過使壓電促動器11的狀態(tài)變成其斷電狀態(tài)，或者通過使應(yīng)用于線性促動器11的電壓反過來(負(fù)通電狀態(tài)，負(fù)被定義為相對于延伸/閉鎖狀態(tài)的電壓的反電壓)，來使壓電促動器11縮回，以及從而實現(xiàn)解鎖狀態(tài)。例如可通過使線性促動器11短路，使得應(yīng)用于壓電促動器11的電壓降為零，來獲得斷電狀態(tài)。在第二示例中，當(dāng)壓電促動器11延伸成處于斷電狀態(tài)時，實現(xiàn)閉鎖狀態(tài)；并且通過使壓電促動器11的狀態(tài)變成其通電狀態(tài)(負(fù)通電狀態(tài))，即，通過對壓電促動器11應(yīng)用(負(fù))電壓，使得壓電促動器11縮回，來實現(xiàn)解鎖狀態(tài)。
[0036]不依賴于特定的線性促動器11和使線性促動器11縮回的特定方式，通過減小作用于閉鎖元件12上的摩擦力，線性促動器11的縮回會使摩擦鎖定釋放。更特別地，作用于閉鎖元件12上的摩擦力減小到低于臨界摩擦力，在臨界摩擦力以下，閉鎖元件12不再由于靜態(tài)摩擦而保持處于閉鎖狀態(tài)，并且允許閉鎖元件12移動。
[0037]接下來，較詳細(xì)地描述夾持元件13。根據(jù)實施例，如圖1中示出的那樣，第一夾持元件13包括通過連接部分133剛性地連接到彼此上的第一端部部分131和第二端部部分132。就此而言，要理解的是，可用各種連結(jié)技術(shù)建立剛性連接，諸如螺釘連接或夾持等。典型地，至少一個線性促動器11和閉鎖元件12沿軸向布置在夾持元件13的第一端部部分131和第二端部部分132之間，使得在閉鎖狀態(tài)中，至少一個線性促動器11和閉鎖元件12夾持在第一端部部分131和第二端部部分132之間。這允許促動器11建立有效的靜態(tài)摩擦。
[0038]根據(jù)實施例，第一夾持元件13具有梯形錨狀構(gòu)造。典型地，第一夾持元件13的縱向軸線平行于線性促動器11的縱向軸線。因此，典型地，梯形錨狀夾持元件13的較長的部分平行于線性促動器11的縱向軸線延伸，其中，梯形錨狀夾持元件13的較短的部分典型地布置成基本垂直于線性促動器11的縱向軸線。特別地，第一夾持元件13的縱向軸線與線性促動器11的縱向軸線基本相同。如圖1中顯示的那樣，典型地，與連接部分133的對應(yīng)的尺寸相比，第一夾持元件13的第一端部部分131的垂直于縱向軸線20的尺寸增大。特別地，第一端部部分131構(gòu)造成使得提供與閉鎖元件12的第二表面122相對的基本平坦的表面來進行摩擦鎖定。典型地，第一夾持元件13圍繞春縱向軸線旋轉(zhuǎn)地對稱。
[0039]根據(jù)實施例，第一夾持元件13的連接部分133延伸通過閉鎖元件12中的孔，并且延伸通過至少一個線性促動器11中的一個的軸向孔。因而，可實現(xiàn)設(shè)計緊湊的閉鎖機構(gòu)
10。另外，其中第一夾持元件13延伸通過促動器的閉鎖機構(gòu)10的設(shè)計有利于產(chǎn)生在閉鎖元件12上起作用的均勻的夾持力，從而建立均勻的摩擦鎖定。
[0040]另外，典型地，與連接部分133對應(yīng)的尺寸相比，第一夾持元件13的第二端部部分132的垂直于縱向軸線20的尺寸增大，以提供與閉鎖元件12的基本平坦的表面122相對的基本平坦的表面。
[0041]根據(jù)實施例，第一夾持元件13的第一端部部分131和第二端部部分132中的至少一個與連接部分133形成整體部分。圖1顯示典型實施例的示例，其中，尺寸增大的第一端部部分131與連接部分133形成整體部分，而尺寸增大的第二端部部分132則設(shè)計成單獨的部分。因而，可減少閉鎖機構(gòu)10的構(gòu)件的數(shù)量，從而降低復(fù)雜性，并且特別地提高第一夾持兀件13的剛度。
[0042]根據(jù)實施例，第一夾持元件13的第二端部部分132包括用于調(diào)節(jié)第一端部部分131和第二端部部分132之間的軸向長度的調(diào)節(jié)元件14。在實施例中，調(diào)節(jié)元件14用來對線性促動器11應(yīng)用預(yù)應(yīng)力。就此而言，預(yù)應(yīng)力要理解為在至少一個線性促動器11變成其延伸狀態(tài)以使閉鎖元件12閉鎖之前，沿著至少一個線性促動器11的縱向軸線，對該至少一個線性促動器11應(yīng)用的應(yīng)力。當(dāng)閉鎖機構(gòu)10在小于5毫秒的非常短的時期內(nèi)解鎖時，對線性促動器11應(yīng)用預(yù)應(yīng)力特別地用來減小作用于促動器11上的載荷。典型地，調(diào)節(jié)元件14是安裝在第一夾持元件13的第二端上的外螺紋上的預(yù)應(yīng)力螺釘14。另外，典型地如圖1中顯示的那樣，第一夾持元件13的第二端部部分132包括用于固定調(diào)節(jié)元件14的反向螺釘15。
[0043]根據(jù)實施例，如圖1中示例性地顯示的那樣，第二夾持元件16可布置在至少一個線性促動器11和閉鎖元件12之間，使得在閉鎖狀態(tài)中，至少一個線性促動器11使第二夾持元件16擠壓在閉鎖元件12的第一表面121上，從而在閉鎖元件12的第一表面121和第二夾持元件16之間建立摩擦鎖定。特別地，至少一個線性促動器11進一步使第一夾持元件13擠壓在閉鎖元件12的第二表面122上。因而可在第一夾持元件13的基本平坦的表面和閉鎖元件12的第二表面122之間建立摩擦鎖定。因此，根據(jù)實施例，在閉鎖機構(gòu)10的閉鎖狀態(tài)中，閉鎖元件12夾持在第一夾持元件13和第二夾持元件16之間。
[0044]根據(jù)實施例，如圖1中示例性地顯示的那樣，第二夾持元件16構(gòu)造成布置在第一夾持元件13的連接部分的外周邊上的板元件16,特別是環(huán)形元件16。典型地,第二夾持元件16可沿第一夾持元件13的軸向方向移動。例如，第二夾持元件16可上其連接部分133的外周邊上被導(dǎo)引。
[0045]根據(jù)實施例，夾持元件13的第一端部部分131的外周邊和第二夾持元件16的外周邊由軸承30支承，特別是由滾針軸承支承。因而，提供閉鎖機構(gòu)10的軸向穩(wěn)定性，而且減小在移動期間的磨損。特別地，通過用軸承30支承閉鎖機構(gòu)10，可改進閉鎖機構(gòu)10的抗扭剛度。因而可在閉鎖元件12和夾持元件(一個或多個)13、16之間建立有效且均勻的摩擦鎖定。
[0046]在圖2中，描繪在閉鎖元件12的位置處，垂直于閉鎖機構(gòu)10的縱向軸線剖開的閉鎖機構(gòu)10的透視圖。如圖2中顯示的那樣，根據(jù)實施例，閉鎖元件12包括突起12a，在閉鎖狀態(tài)中，可用突起12a來牽制開關(guān)的可動機械接觸元件40。因而，阻止機械接觸元件40進行斷開移動。特別地，使可動機械接觸元件40偏置，使得機械接觸元件40在閉鎖元件12上施加扭矩。在解鎖狀態(tài)中，當(dāng)閉鎖元件12能夠執(zhí)行移動時，開關(guān)的機械接觸元件40被閉鎖元件12釋放，從而使得聯(lián)接到機械接觸元件40上的開關(guān)的電接觸元件能夠進行斷開移動。因而，由機械接觸元件40產(chǎn)生的扭矩轉(zhuǎn)變成閉鎖元件12的移動，在此之后，突起12a不再牽制機械接觸元件40。
[0047]在實施例中,在閉鎖元件12進行轉(zhuǎn)動移動之前，閉鎖元件12執(zhí)行滑動移動,特別是在提供了導(dǎo)引元件17的情況下，將在下面更詳細(xì)地描述導(dǎo)引元件17。雖然由于剖視圖而未在圖2中明確地顯示，但圖2中示出的實施例典型地包括具有第一端部部分131 (未顯示)的夾持元件。要理解的是，大體上，圖2中示出的實施例可包括與關(guān)于圖1中顯示的實施例所描述的相同的元件。
[0048]如圖2中示例性地顯示的那樣，本文描述的閉鎖機構(gòu)10的實施例可包括導(dǎo)引元件17，導(dǎo)引元件17用于至少在閉鎖元件12在解鎖之后不久開始移動時，引導(dǎo)閉鎖元件12的移動。另外，導(dǎo)引元件17可布置和構(gòu)造成使得閉鎖元件12壓靠在導(dǎo)引元件17上，以至少部分地補償源自機械接觸元件40作用于閉鎖元件12上的扭矩的力。如圖2中示例性地顯示的那樣，導(dǎo)引元件17可與閉鎖元件12接合。例如，接合由閉鎖元件12中的凹部實現(xiàn)，導(dǎo)引元件17接合到該凹部中。
[0049]根據(jù)實施例，如圖2中示例性地顯示的那樣，接合構(gòu)造成使得在閉鎖機構(gòu)10的解鎖狀態(tài)中，閉鎖板12沿著導(dǎo)引元件17的基本平坦的表面進行滑動移動是可行的。因此，當(dāng)夾持力被釋放且閉鎖機構(gòu)10從閉鎖狀態(tài)變成解鎖狀態(tài)時，閉鎖元件12沿著導(dǎo)引元件17和閉鎖元件12之間的接觸表面滑動，之后閉鎖板12執(zhí)行旋轉(zhuǎn)移動以完全釋放機械接觸元件40。根據(jù)示例，例如由于偏置元件，諸如作用于機械接觸元件40上的彈簧，這個移動由作用于機械接觸元件40上的偏置力驅(qū)動。在釋放之后，即，不再被閉鎖元件12牽制之后，機械接觸元件40可自由地執(zhí)行移動(它針對其而受偏置的移動)，以促動開關(guān)。典型地，機械接觸元件40操作性地聯(lián)接到開關(guān)的電接觸元件上，使得開關(guān)由于機械接觸元件40移動而被促動(斷開或接通)。根據(jù)特定示例，機械接觸元件40剛性地或通過運動傳遞元件(諸如齒輪)而連接到可動電接觸元件開關(guān)上。
[0050]如圖2中顯示的那樣，根據(jù)閉鎖機構(gòu)10的實施例，在閉鎖元件12和第一夾持元件13之間提供軸承35，優(yōu)選滾針軸承。因而，閉鎖板12的用于釋放機械接觸元件40的滑動得以持續(xù)，使得閉鎖元件12和/或第一夾持元件13的磨損可基本避免。
[0051]根據(jù)閉鎖機構(gòu)10的實施例，如圖2中示例性地顯示的那樣，典型地，閉鎖機構(gòu)10包括止動元件18。典型地，閉鎖機構(gòu)10構(gòu)造成使得從閉鎖板12與導(dǎo)引元件17失去接觸的時刻起，閉鎖元件12和/或第一夾持元件13和/或第二夾持元件16和/或至少一個線性促動器11開始旋轉(zhuǎn)，因為阻止所述元件進行旋轉(zhuǎn)移動的阻力沒有了。因此，止動元件18布置和構(gòu)造成使所述旋轉(zhuǎn)移動在充分旋轉(zhuǎn)之后停止。在所述旋轉(zhuǎn)移動停止之后，閉鎖板12和/或第一夾持元件13和/或第二夾持元件16和/或至少一個線性促動器11轉(zhuǎn)回它們的初始位置?？赏ㄟ^簡單地促動線性促動器11來再次閉鎖這個初始位置，使得至少一個線性促動器11使閉鎖元件12壓靠在第一夾持元件12上，從而在閉鎖元件12和第一夾持元件13之間重新建立摩擦鎖定。
[0052]根據(jù)本公開的另一方面，提供一種包括本文描述的閉鎖機構(gòu)10的開關(guān)(未顯示)。另外，根據(jù)實施例，開關(guān)包括可動機械接觸元件40。如上面關(guān)于圖2較詳細(xì)地闡明的那樣，在閉鎖狀態(tài)中，機械接觸元件40被閉鎖元件12牽制，從而阻止機械接觸元件40移動，而在解鎖狀態(tài)中，機械接觸元件40被閉鎖元件12釋放，從而使得機械接觸元件40能夠移動，因此，開關(guān)斷開(或閉合)，如上面關(guān)于圖2所描述的那樣。
[0053]在圖3和圖4中，在類似于圖2的剖視圖中顯示閉鎖機構(gòu)10的實施例，其中，閉鎖元件12布置成具有固定的樞轉(zhuǎn)軸線19，閉鎖元件12可圍繞樞轉(zhuǎn)軸線19旋轉(zhuǎn)地移動成處于解鎖狀態(tài)。
[0054]圖3和4中的箭頭F指示由于偏置的機械接觸元件40而作用于閉鎖元件12上的力，如關(guān)于圖2中顯示的實施例較詳細(xì)地闡明的那樣。大體上，圖3和圖4中顯示的閉鎖機構(gòu)的實施例基本不同于圖2中顯示的實施例，特別是閉鎖元件12的形狀。詳細(xì)地說，取決于在機械接觸元件40壓靠在閉鎖元件12上的區(qū)域中的閉鎖元件12的形狀，可根據(jù)力方向和在機械接觸元件40和閉鎖元件12之間的接觸表面的定向之間的接觸角來調(diào)節(jié)閉鎖力的減小量。因而，提供可實現(xiàn)某種力減小的閉鎖機構(gòu)10。因此，包括閉鎖元件12(可用它來實現(xiàn)力的減小)的實施例的線性促動器11可構(gòu)造成較小，或者閉鎖力可相應(yīng)地較大。另外，圖2描述的也適用于圖3和4。
[0055]根據(jù)本文描述的閉鎖機構(gòu)10的實施例，至少兩個線性促動器11平行布置，如圖5和6中示例性地顯示的那樣。實質(zhì)上，包括兩個平行布置的線性促動器11的實施例的構(gòu)造與其中僅采用一個線性促動器11 (參見圖1)的實施例基本相同，區(qū)別在于，典型地，閉鎖元件12不同地構(gòu)造而成。特別地，如圖5和6中示出的那樣，閉鎖元件12可包括構(gòu)造成使得閉鎖元件12僅可在閉鎖機構(gòu)10的解鎖狀態(tài)中進行線性移動的伸長孔。典型地，閉鎖元件12在解鎖狀態(tài)中進行的所述線性移動基本垂直于至少兩個線性促動器11的縱向軸線。要理解的是，圖5和6中顯示的閉鎖元件12還可包括突起(未顯示)，在閉鎖狀態(tài)中，可用突起牽制開關(guān)的可動機械接觸元件40，如關(guān)于圖2至4示出的實施例較詳細(xì)地闡明的那樣。
[0056]通過提供具有至少兩個線性促動器11的閉鎖機構(gòu)10，可提高閉鎖機構(gòu)10的夾持力。例如，具有兩個促動器11的閉鎖機構(gòu)10典型地具有產(chǎn)生為僅具有一個線性促動器11的閉鎖機構(gòu)10可產(chǎn)生的夾持力的兩倍的夾持力的能力。
[0057]根據(jù)本公開的另一方面，提供對閉鎖機構(gòu)10解鎖的方法，如圖7中示例性顯示的那樣。典型地，對閉鎖機構(gòu)10解鎖的方法包括通過促動至少一個線性促動器11使得閉鎖元件12能夠執(zhí)行移動以啟動202開關(guān)，來釋放201閉鎖元件12和第一夾持元件13之間的摩擦鎖定。
[0058]根據(jù)對閉鎖機構(gòu)10解鎖的方法的實施例，將本文描述的閉鎖機構(gòu)10用于對閉鎖機構(gòu)10解鎖的方法。根據(jù)對閉鎖機構(gòu)10解鎖的方法的實施例，促動至少一個線性促動器11包括使至少一個線性促動器11沿其縱向軸線20縮回。根據(jù)對閉鎖機構(gòu)10解鎖的方法的實施例，在0.05毫秒至5毫秒內(nèi)釋放閉鎖元件12和第一夾持元件13之間的摩擦鎖定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于啟動開關(guān)的閉鎖機構(gòu)(10)，其中，所述閉鎖機構(gòu)(10)包括: 閉鎖元件(12)， 至少一個線性促動器(11)，以及 第一夾持兀件(13), 其中，所述閉鎖機構(gòu)(10)構(gòu)造成在閉鎖狀態(tài)和解鎖狀態(tài)之間改變， 其中，在所述閉鎖狀態(tài)中，所述至少一個線性促動器(11)沿著縱向軸線(20)延伸，并且使所述閉鎖元件(12)壓靠在所述第一夾持元件(13)上，從而在所述閉鎖元件(12)和所述第一夾持元件(13)之間建立摩擦鎖定，以及 其中，在所述解鎖狀態(tài)中，所述至少一個線性促動器(11)沿著所述縱向軸線(20)縮回，從而釋放所述閉鎖元件(12)和所述第一夾持元件(13)之間的所述摩擦鎖定，從而允許所述閉鎖元件(12)移動，以啟動所述開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉鎖機構(gòu)(10)，其特征在于，所述至少一個線性促動器(11)是壓電促動器、磁致伸縮式促動器和液壓促動器中的至少一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閉鎖機構(gòu)(10)，其特征在于，所述至少一個線性促動器(11)構(gòu)造成在從所述閉鎖狀態(tài)變成所述解鎖狀態(tài)時，沿著所述至少一個線性促動器(11)的所述縱向軸線(20)縮回I μ m至100 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的閉鎖機構(gòu)(10)，其特征在于，所述閉鎖機構(gòu)(10)構(gòu)造成在從所述閉鎖狀態(tài)變成所述解鎖狀態(tài)時，在0.1至毫秒5毫秒內(nèi)釋放所述摩擦鎖定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述閉鎖機構(gòu)(10)，其特征在于，在所述閉鎖狀態(tài)中，通過使所述至少一個線性促動器(11)壓靠在所述閉鎖元件(12)的基本平坦的第一表面(121)上從而使所述插銷元件(12)的基本平的第二表面(122)壓靠在所述第一夾持元件(13)上，來建立所述閉鎖元件(12)和所述第一夾持元件(13)之間的所述摩擦鎖定，其中，所述閉鎖元件(12)的所述第一表面(121)和所述第二表面(122)基本彼此平行，并且基本垂直于所述縱向軸線(20)，并且布置在所述閉鎖元件(12)的相對的側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的閉鎖機構(gòu)(10)，其特征在于，第二夾持元件(16)布置在所述至少一個線性促動器(11)和所述閉鎖元件(12)之間，使得在所述閉鎖狀態(tài)中，所述至少一個線性促動器(11)使所述第二夾持元件(16)擠壓到所述閉鎖元件(12)的所述第一表面(121)上，從而在所述閉鎖元件(12)的所述第一表面(121)和所述第二夾持元件(16)之間建立摩擦鎖定，以及其中，所述至少一個線性促動器(11)進一步使所述第二表面(122)的所述第一夾持元件(13)擠壓到所述閉鎖元件(12)上，從而在所述第一夾持元件(13)的基本平坦的表面和所述閉鎖元件(12)的所述第二表面(122)之間建立摩擦鎖定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的閉鎖機構(gòu)(10)，其特征在于，所述夾持元件(13)的第一端部部分(131)或所述第一端部部分(131)的外周邊和第二夾持元件(16)或所述第二夾持元件(16)的外周邊由軸承(30)支承。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的閉鎖機構(gòu)(10)，其特征在于，所述第一夾持元件(13)包括通過連接部分(133)剛性地連接到彼此上的第一端部部分(131)和第二端部部分(132)，其中，所述至少一個線性促動器(11)和所述閉鎖元件(12)沿軸向布置在所述第一端部部分(131)和所述第二端部部分(132)之間，使得在所述閉鎖狀態(tài)中，所述至少一個線性促動器(11)和所述閉鎖元件(12)夾持在所述第一端部部分(131)和所述第二端部部分(132)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述的閉鎖機構(gòu)(10)，其特征在于，所述第一夾持元件(13)的連接部分(133)延伸通過所述閉鎖元件(12)中的孔，并且延伸通過所述至少一個線性促動器(11)的軸向孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的閉鎖機構(gòu)(10)，其特征在于，所述第一夾持元件(13)的所述第二端部部分(132)包括用于調(diào)節(jié)所述第一端部部分(131)和所述第二端部部分(132)之間的軸向長度的調(diào)節(jié)元件(14)。
11.一種開關(guān)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項所述的閉鎖機構(gòu)(10)，以及可動機械接觸元件(40)，其中，在所述閉鎖機構(gòu)(10)的所述閉鎖狀態(tài)中，所述機械接觸元件(40)被所述閉鎖元件(12)牽制，從而阻止所述機械接觸元件(40)移動，以及其中，在所述閉鎖機構(gòu)(10)的所述解鎖狀態(tài)中，所述機械接觸元件(40)被所述閉鎖元件(12)釋放，從而使得所述機械接觸元件(40)能夠移動，從而使所述開關(guān)斷開。
12.—種對閉鎖機構(gòu)(10)解鎖的方法，其中，所述方法包括通過促動至少一個線性促動器(11)來釋放(201)閉鎖元件(12)和第一夾持元件(13)之間的摩擦鎖定，使得所述閉鎖元件(12)能夠執(zhí)行用于啟動(202)開關(guān)的移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的對閉鎖機構(gòu)(10)解鎖的方法，其特征在于，所述方法使用根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項所述的閉鎖機構(gòu)(10)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的對閉鎖機構(gòu)(10)解鎖的方法，其特征在于，促動所述至少一個線性促動器(11)包括使所述至少一個線性促動器(11)沿著所述至少一個線性促動器(11)的所述縱向軸線(20)縮回。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一項所述的對閉鎖機構(gòu)(10)解鎖的方法，其特征在于，在0.05毫秒至5毫秒內(nèi)釋放所述閉鎖元件(12)和所述第一夾持元件(13)之間的所述摩擦鎖定。
【文檔編號】H01H9/20GK104167312SQ201410209925
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月17日
【發(fā)明者】B.佩特梅爾, A.加里法洛斯, M.布夫福尼, M.布喬特澤克, E.帕諾斯, P.斯姆卡 申請人:Abb技術(shù)有限公司