專利名稱：開關(guān)器件的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的用于控制電氣設備的手控開關(guān)器件。
對于電氣設備中所用的開關(guān)而言，開關(guān)位置或開關(guān)狀態(tài)必須是安全可靠的，以便開關(guān)狀態(tài)的非受控改變不能發(fā)生。由于例如振動或強烈沖擊使開關(guān)移動至錯誤位置而產(chǎn)生的電氣設備的意外起動可能會導致最危險的事故狀況，因為設備是非有意起動的。在例如維修工作過程中，電路中電源的意外接通也可能是危險的。相應地，開關(guān)無意地跳至零位置，即切斷來自于電路的電流，可能會因為傳動機構(gòu)的非受控停止而引起機器損壞。由于存在這些危險，設備開關(guān)分別在其ON(通)和OFF(斷)位置的可靠鎖合必須借助于例如彈簧加載(力)裝置來保證。
開關(guān)位置的可靠鎖定可借助于例如裝在開動操作軸上的凸輪實現(xiàn)，而此凸輪由彈簧加載的止動桿隨動。止動桿上設有導槽，導槽適于容納固定在開關(guān)基體結(jié)構(gòu)上的導柱。止動桿的加載彈簧適于繞止動桿裝配并在導柱與止動桿和凸輪的連接點之間壓縮。當開關(guān)分別處于其ON位置或OFF位置時，彈簧將開關(guān)可靠地鎖定在其設定位置，并防止開關(guān)操作軸的非受控轉(zhuǎn)動。當軸轉(zhuǎn)動時，彈簧在導柱與凸輪頂端之間壓縮。當凸輪頂端轉(zhuǎn)至其上止點位置后，就到達凸輪/止動系統(tǒng)的肘點(toggling point)了，隨凸輪進一步轉(zhuǎn)過其TDC(上止點)位置，彈簧將凸輪和相連的開關(guān)操作軸推至其相反位置。
但是，這種開關(guān)結(jié)構(gòu)具有一些缺點。雖然彈簧可將開關(guān)可靠地鎖定在其軸轉(zhuǎn)動行程端部處的正確位置上，但開關(guān)的操作在其軸轉(zhuǎn)動行程的中間位置是頗為不受控的。在凸輪/止動機構(gòu)的TDC位置中，彈力的取向垂直于凸輪/止動機構(gòu)組合體的縱軸，因此施加于開關(guān)操作軸上，但并未在開關(guān)操作軸和導柱上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。所以，轉(zhuǎn)動行程的這一部分形成了開關(guān)設置的非確定位置，在用戶不仔細地操作之后，開關(guān)可能保持在這種位置中。開關(guān)部件之間的相互摩擦力使這種位置成為不可控的，且很容易使開關(guān)采取此中間位置。如果此中間位置與凸輪/止動機構(gòu)的TDC位置相重合，則此位置是很不穩(wěn)定的。因此，處于此中間位置的開關(guān)可能會因例如小的沖擊而容易地從此中間位置轉(zhuǎn)向任一極限位置。相應地，開關(guān)位置的這種非受控改變可導致設備的意外起動或本應處在零電位的電路中的電源接通。顯然，會發(fā)生危險情況。
除上述缺點之外，常規(guī)開關(guān)還具有以下缺點開關(guān)的操作速度取決于操作者的動作。這種特性降低了開關(guān)的電氣規(guī)范。當開關(guān)被采用例如過小的轉(zhuǎn)矩操作時，開關(guān)動作不會以足夠的速度進行，因此將會在觸點之間形成電弧，當由電弧釋放的能量明顯具有隨電弧維持時間越長則越強的燃燒效果時，此電弧可能很快地損壞開關(guān)。除會意外地產(chǎn)生電弧之外，開關(guān)還可能因保持在通過燃燒的電弧形成邊緣連接的位置中而被有意地誤用。顯然，這種誤用會極快地損壞開關(guān)。
本發(fā)明的目的是要獲取一種開關(guān)結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)能在開關(guān)操作過程中分別在OFF位置和ON位置上提供不同的和可靠的鎖定狀態(tài)。
本發(fā)明的另一目的是要獲得一種開關(guān)結(jié)構(gòu)，其中操作部件總是采取明確指示開關(guān)的狀態(tài)的位置，并能夠高速度操縱開關(guān)觸點，此速度與操作者實施的手動速度無關(guān)。
本發(fā)明是基于提供了這樣一種開關(guān)機構(gòu)，此機構(gòu)具有至少一個可線性移動的滑動部件，此部件帶有適于與開關(guān)的靜觸點協(xié)調(diào)互作用的觸點。諸如與滑動部件平行的可移動強力彈簧保險板(power-spring-arming plate)通過至少一個彈簧型部件連至滑動部件上，在移動過程中所述板使滑動部件在由所述彈簧產(chǎn)生的力的作用下產(chǎn)生相應移動。
更具體地講，根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)的特征是由權(quán)利要求1的特征部分描述的。
本發(fā)明提供了顯著的優(yōu)點。
本發(fā)明的最大優(yōu)點是，開關(guān)一貫地進行從一種狀態(tài)至另一種狀態(tài)的不同且明確的撥轉(zhuǎn)換位，開關(guān)器件的結(jié)構(gòu)阻止將開關(guān)設定于任一中間位置。開關(guān)是通過機械方式并通過彈簧產(chǎn)生的力鎖定在ON位置和OFF位置，以便開關(guān)可靠地固定于所希望的位置中。另外，開關(guān)包括機械力斷開(force-disconnect)裝置，此裝置在發(fā)生觸點焊連的情況下進行焊連觸點的強制斷開(分離)。如果焊連觸點的粘結(jié)力強至不容許強制斷開，開關(guān)操作裝置則自動地返回ON位置，由此消除開關(guān)狀態(tài)的任何不確定性。強力彈簧保險板以完全與操作者的動作無關(guān)和一貫高速度的方式控制連接/斷開功能，因為撥轉(zhuǎn)換位過程是以由張緊彈簧以與操作者轉(zhuǎn)動開關(guān)操作裝置的轉(zhuǎn)動速度無關(guān)的恒速執(zhí)行的受控方式實現(xiàn)的。因此，本發(fā)明公開的開關(guān)本身可避免任意種類的誤用。
下面將參照附圖對本發(fā)明進行更詳細地分析，附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)的分解圖；圖2是圖1中所示的開關(guān)的基體部件的頂視圖；圖3是圖2中所示的基體部件，它是沿線A-A獲取的剖視圖；圖4-6是開關(guān)的不同部件的詳細示意圖；圖7-10是開關(guān)機構(gòu)處于不同操作位置時的示意圖。
根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)裝配至基體部件15上。基體部件15的裝配腔側(cè)的空間容納操作機構(gòu)的部件，同時在所示實施例中，另一側(cè)容納觸點橋16，此橋通過一個斜面與下滑動部件14相聯(lián)。觸點橋16通過彈簧27可移動地裝至殼體28。開關(guān)的活動觸點位于觸點橋16上，而相對觸點則相對于基體部件15固定安裝。開關(guān)換位是通過移動下滑動部件14進行的，此部件14則通過斜面24使觸點橋16的活動觸點25相對于靜止觸點26移動。另一種可選方案是，活動觸點可直接裝在下滑動部件上，而靜止觸點則直接裝在基體部件15中。由于觸點的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的功能無關(guān)，因此在此省略其詳細說明。在將各元件裝配至裝配腔的過程中，下滑動部件14首先被插入，此部件中心有一個孔，在此孔兩側(cè)有用于放置彈簧的凹槽21。強力彈簧10適于裝在這些凹槽21中，并且這些彈簧安裝在位于強力彈簧保險板11的兩邊緣的夾持銷12之間，板11疊放在下滑動部件14上。在強力彈簧保險板11之上安置上滑動部件8，它通過兩個舌片20連至下滑動部件14，兩舌片中的一個位于下滑動部件14上，另一個位于上滑動部件8上。開關(guān)操作軸4穿過設在下滑動部件14、強力彈簧保險板11和上滑動部件8中設置的孔。止動片簧3裝在開關(guān)操作軸4的兩側(cè)，此片簧抵靠開關(guān)操作軸4上形成的止動齒。開關(guān)操作軸4的端部有凸輪6，轉(zhuǎn)換齒7和23設置在軸圓周上并保持在凸輪6與止動齒5之間?；w部件15的裝配腔由蓋2封閉，開關(guān)軸的操作桿1安裝在開關(guān)操作軸4的穿過蓋2的那一端上。
基體部件15的裝配腔的底部設有鎖合槽17，此槽在其靠近基體部件中軸的一側(cè)形成有鎖合齒18。鎖合齒18是一凸臺，它具有伸向基體部件中心的直側(cè)邊并從鎖合槽17的表面垂直伸出，此凸臺的另一側(cè)邊相對于直側(cè)邊傾斜并按相反方向取向。所述斜側(cè)邊與鎖合槽17的端部分隔開一個鎖合空間19。下滑動部件14設有彈簧爪22，當下滑動部件14插入基體部件15中時，彈簧爪插入鎖合槽17中。開關(guān)操作軸4的凸輪6被設計成與所述爪22相配合。
在位于強力彈簧保險板11的中心的孔的側(cè)邊上設有齒13，齒13適于與開關(guān)操作軸4的轉(zhuǎn)換齒7相配合。上滑動部件8中的孔的側(cè)邊設有施力表面9，當軸插入孔中時，此表面9與位于開關(guān)操作軸4側(cè)緣的轉(zhuǎn)換齒7的最末端齒23相配合。
下面討論由其元件按上述方式裝配成的開關(guān)的功能。此討論假設開關(guān)處于這樣的初始位置OFF位置中的開關(guān)操作桿1指向右，相應地，當開關(guān)處于ON位置時，操作桿1指向下。
參照圖7，其中所示開關(guān)處于OFF位置，即，負載電流被切斷。開關(guān)操作軸4的轉(zhuǎn)換齒7已將強力彈簧保險板11驅(qū)動至裝配腔的右側(cè)，強力彈簧10將上和下滑動部件8和14推向同一側(cè)。下滑動部件14的第一鎖合爪22處于開關(guān)的這種位置中，即其推壓鎖合槽17的鎖合齒18的直側(cè)邊，這便鎖定就位了下滑動部件14以及通過舌片20連接的上滑動部件8。當開關(guān)操作軸4順時鐘轉(zhuǎn)動時，其轉(zhuǎn)換齒7使強力彈簧保險板11向左移動，由此強力彈簧被壓縮，因為鎖合爪22使滑動部件8和14保持鎖定就位，即抵壓鎖合槽17的鎖合齒18。當開關(guān)操作桿1轉(zhuǎn)至大致朝下取向，即轉(zhuǎn)至開關(guān)的ON位置后，開關(guān)操作軸4的凸輪接觸鎖合爪22，并將其抬高鎖合齒18的齒口(圖8)。滑動部件8和14現(xiàn)在可以左移，并(事實上)在由強力彈簧10產(chǎn)生的推力的作用下被推至裝配腔的左側(cè)。隨著下滑動部件14的移動，在開關(guān)轉(zhuǎn)換至其ON位置時便建立了電連接。在下滑動部件14向裝配腔左側(cè)移動的過程中，與第一鎖合爪相對的鎖合爪進入鎖合槽17的鎖合齒18的齒口中，由此將上和下滑動部件8和14鎖定就位。開關(guān)的最終位置如圖9所示。
開關(guān)從ON位置至OFF位置的轉(zhuǎn)換是以與上述的轉(zhuǎn)換至ON位置相應的方式按常規(guī)狀態(tài)進行的。其中僅有的區(qū)別是現(xiàn)在強力彈簧保險板11和滑動部件8及14向右移動。但是，有時會由于例如不良接觸而導致開關(guān)的接觸面焊連在一起。于是，由強力彈簧10產(chǎn)生的力不足以分離觸點，滑動部件8和14則保持停留于腔的左側(cè)，因而開關(guān)不能打開。對于這種情況，上滑動部件8設有施力表面9，此表面與開關(guān)操作軸4上的最末端齒23相配合。所述最末端轉(zhuǎn)換齒23在開關(guān)操作軸4的縱向延伸得稍高于轉(zhuǎn)換齒7的其余部分，由此最末端齒伸入上滑動部件8的孔中。
在觸點(面)焊連的情況下，開關(guān)以下述方式打開。在開關(guān)操作桿1已反時針轉(zhuǎn)動，并且開關(guān)操作軸的凸輪6已釋放鎖合爪22之后，下滑動部件14和連至下滑動部件的上滑動部件8將由于觸點焊連而仍保留在左側(cè)。隨開關(guān)操作軸4進一步轉(zhuǎn)動，開關(guān)操作軸4上的最末端轉(zhuǎn)換齒23接觸上滑動部件8的施力表面9，而將兩個滑動部件8和14向右推，由此，觸點之間的焊連一般會分離。在焊連分離之后，強力彈簧10以常規(guī)方式向右推動滑動部件8和14，由此將開關(guān)設定至OFF位置。如果觸點之間的焊連強至持久地阻焊這種分離嘗試，強力彈簧10則在操作者從操作桿上取消其施力時迅速將強力彈簧保險板11和開關(guān)操作桿1推回至ON位置，從而使得不可能保持開關(guān)實際狀態(tài)的不確定性。
開關(guān)操作軸4還具有一個方形部分，此部分包括按相同角度分成的四邊形葉輪5。止動片簧3設置在開關(guān)操作軸4的側(cè)旁并如此靠近葉輪5，即當軸轉(zhuǎn)動時葉輪5抵緊片簧3。因此，所述片簧3起到對開關(guān)操作軸4的轉(zhuǎn)動的止動部件作用，這樣開關(guān)操作軸4確切地按90°增量定位。由這些止動片簧產(chǎn)生的力必須大小合適，即便于在開關(guān)觸點焊連持續(xù)的情況下，強力彈簧10可使開關(guān)操作桿1和軸4返回OFF位置。
除本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例之外，本發(fā)明還可以多種其它方式實現(xiàn)。例如，開關(guān)彈簧可以是任一種所要求的彈性元件或相似的彈性儲能元件。滑動部件的鎖合可采用與上述的鎖合爪不同的其它種類的鎖合裝置簡單地實現(xiàn)。在本領域中有多種這類鎖合爪/支承表面組合是公知的。另外，上滑動部件可從結(jié)構(gòu)中省略，而其功能則與下滑動部件的功能相結(jié)合。因此，滑動部件和強力彈簧保險板的相互位置可以互換，電接觸點可置于開關(guān)殼體側(cè)部及其下部。觸點橋可以是獨立的元件，或者以另一種方式，活動觸點可裝在下滑動部件中。
權(quán)利要求
1.一種用于控制電氣設備的開關(guān)器件，所述器件包括殼體(28)，它帶有適于形成電接觸的靜止觸點(26)；基體部件(15)，它安裝至所述殼體(28)；開關(guān)操作軸(4)，它裝至所述基體部件(15)，以便能繞其縱軸旋轉(zhuǎn)；和活動觸點(25)，適于與靜止觸點(26)進行物理接觸，以便形成電接觸，其特征在于還包括至少一個滑動部件(14)，它裝至所述基體部件(15)，所述滑動部件可相對于所述基體部件(15)線性移動，以便活動觸點(25)借助于所述滑動部件(14)的移動與靜止觸點進行電接觸；至少一個強力彈簧保險板(11)，它裝至所述基體部件(15)，所述板可隨開關(guān)操作軸的旋轉(zhuǎn)而在與所述滑動部件平行的方向上移動；和至少一個彈簧型部件(10)，它適于將強力彈簧保險板(11)連至所述滑動部件(14)，以便將所述強力彈簧保險板(11)的移動傳送至所述滑動部件(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的開關(guān)，其特征在于包括至少一個第一鎖合部件(22)，它適于將所述滑動部件(14)相對于基體部件(15)鎖定至第一位置，并可通過開關(guān)操作軸(4)的旋轉(zhuǎn)而從其鎖定位置上解脫；和至少一個第二鎖合部件(22)，它適于將所述滑動部件(14)相對于基體部件(15)鎖定至第二位置，并可通過開關(guān)操作軸(4)的旋轉(zhuǎn)而從其鎖定位置上解脫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)，其特征在于包括第一滑動部件(14)，它適于裝至所述強力彈簧保險板(11)的一側(cè)并包括鎖合部件(22)；和第二滑動部件(8)，它適于裝至所述強力彈簧保險板(11)的另一側(cè)并固定地連至所述第一滑動部件(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的開關(guān)，其特征在于，在所述第一滑動部件(14)、所述第二滑動部件(8)和所述強力彈簧保險板(11)的中心設有一個孔，以容許開關(guān)操作軸(4)插入所述孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的開關(guān)，其特征在于包括適于設在開關(guān)操作軸(4)上的凸出部件和設在第二滑動部件(8)的孔的側(cè)邊上的施力表面(9)，兩者適于相互配合，以便第二滑動部件(8)可通過開關(guān)操作軸(4)的旋轉(zhuǎn)而在力控制下移動，此時軸(4)的凸出部件(23)接觸所述施力表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制電氣設備的手控開關(guān)器件。開關(guān)的電氣元件裝配在殼體(28)中，機械部件固定在裝至殼體(28)上的基體部件(15)上。本發(fā)明是基于將至少一個可線性移動的滑動部件(14)裝至所述基體部件(15)上，所述滑動部件具有適于與靜止觸點(26)配合的觸點或?qū)б砻妗娏椈杀ｋU板(11)通過至少一個彈簧型元件(10)連至滑動部件(14)上，此板可平行于滑動部件移動，其方式是在所述強力彈簧保險板(11)移動的過程中，滑動部件(14)在強力彈簧(10)產(chǎn)生的力的作用下相應地移動。采用這種結(jié)構(gòu)，開關(guān)換位總是以恒定方式進行，與用于轉(zhuǎn)動開關(guān)操作桿(1)的速度無關(guān)。
文檔編號H01H19/00GK1131999SQ94193490
公開日1996年9月25日 申請日期1994年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月13日
發(fā)明者H·馬勒, M·普辛倫 申請人:Abb.施特龍堡科吉特股份公司