專利名稱：具有瞬動閉和功能的開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)，其包含至少兩個相互作用的觸點，一個閉合彈簧用于將觸點移動到閉合位置，一個操作鈕可以用于使閉合彈簧初始具有一個預(yù)受力狀態(tài)，以及一個鎖定裝置用于在閉合開關(guān)時鎖定觸點，直至一個預(yù)定時刻，此時預(yù)應(yīng)力閉合彈簧將力釋放到觸點上。
上述類型開關(guān)中的一種見于國際專利申請WO 96/17368中。
這種現(xiàn)有開關(guān)具有兩個相互作用的觸點，即固定觸點和活動觸點，活動觸點通過觸點臂桿而固定在開關(guān)軸桿上。該開關(guān)軸桿在一個預(yù)應(yīng)力閉合彈簧的作用下旋轉(zhuǎn)，以將上述觸點移動到閉合位置。為此，閉合彈簧首先通過操作鈕的旋轉(zhuǎn)而預(yù)受力。在這個過程中使用了一個閉鎖動作，包括使一個膝裝置移動超過死點。這將導(dǎo)致一個瞬時動作，其中彈簧會在觸點釋放之前完全預(yù)受力。閉合彈簧還用于保持一個觸點力。對于這種類型的開關(guān)，目的是將它們設(shè)計得能夠以相對于操作者獨立的方式閉合，即觸點壓力和閉合速度盡可能與操作人員對開關(guān)的操作無關(guān)。這個特性是很重要的，因為需要防止開關(guān)的觸點受損，受損的原因一方面是閉合太快，這樣會因回跳而導(dǎo)致觸點燒毀，另一方面是閉合太慢，這樣可能會因觸點壓力建立得太慢而導(dǎo)致觸點被焊接就位。
這種現(xiàn)有開關(guān)中還裝有一個鎖定裝置，其用于將觸點鎖定在超過理論閉鎖反轉(zhuǎn)點處，以確保閉合彈簧充分預(yù)受力。然而，存在一個問題，特別是在使用對接觸點時，觸點回跳的可能性仍很高，因而在出現(xiàn)短路時會被燒毀或焊接就位。
在美國專利4,687,891中描述了一種上述類型的開關(guān)，其中鎖定裝置被設(shè)計得能夠在預(yù)受力狀態(tài)下將相互作用的觸點鎖定在一個觸點距離，該鎖定觸點距離小于觸點在斷開位置時的觸點距離。
本發(fā)明的目的是提供一種在前敘部分中所述類型的開關(guān)，以避免上述問題。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，這個目的可以通過下面的事實而實現(xiàn)，即在活動觸點的觸點臂桿上的遠(yuǎn)離固定觸點的一側(cè)安置著一個控制桿，其可以在一個位于其兩端之間的點處回轉(zhuǎn)并且在一端毗鄰觸點臂桿，該端的輪廓使得，通過在預(yù)應(yīng)力閉合彈簧的作用下旋轉(zhuǎn)該控制桿，活動觸點可以移動至接觸固定觸點，而且，鎖定裝置包含一個可釋放鎖緊元件，其在閉合彈簧的預(yù)受力狀態(tài)下將控制桿鎖緊在一個位置上，此時活動觸點位于與固定觸點相距鎖定觸點距離處。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，上述目的可以通過下面的事實而實現(xiàn)，即在活動觸點(2)的觸點臂桿(3)上的遠(yuǎn)離固定觸點的一側(cè)安置著一個第一桿(16)，其可以在一個位于其兩端之間的點(17)處回轉(zhuǎn)，而且其中一端指向觸點臂桿(3)并以可回轉(zhuǎn)的方式(19)連接著一個第二桿(18)的一端，而另一端以可回轉(zhuǎn)的方式連接著一個觸點臂桿(3)，而且，鎖定裝置包含一個可釋放鎖緊元件(20)，其在閉合彈簧(5,21)的預(yù)受力狀態(tài)下將第一桿(16)鎖緊在一個位置上，此時活動觸點位于與固定觸點(1)相距鎖定觸點距離處。
其結(jié)果是，在閉合/觸點力彈簧的預(yù)受力過程中，觸點將彼此相向著移動至相距一個選定距離處，該距離使得觸點間沒有任何火花放電的可能。在閉合/觸點力彈簧充分預(yù)受力后，閉合/觸點力彈簧的作用將釋放到觸點上。同傳統(tǒng)開關(guān)閉合方式相比，聚集的彈簧能量只有一小部分會從閉合/觸點力彈簧系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到觸點上成為動能。利用本發(fā)明可以顯著減少回跳以及觸點出現(xiàn)焊接現(xiàn)象的危險。
應(yīng)當(dāng)指出，在國際專利申請WO 95/29499中描述了一種阻擋裝置，其用于防止開關(guān)軸桿從斷開位置回跳，即跳向觸點閉合位置。然而，這種裝置是用于在開關(guān)斷開時抑制回跳現(xiàn)象的。
美國專利4,687,891中的鎖定裝置裝于預(yù)應(yīng)力彈簧與觸點臂桿之間。與之相反，本發(fā)明的開關(guān)的鎖定裝置是單獨安置的。因此，可以轉(zhuǎn)換更高的動力，這是美國專利4,687,891中的現(xiàn)有開關(guān)作不到的。
本發(fā)明的各實施例描述于從屬權(quán)利要求中。
下面將通過參考附圖而更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，

圖1-6簡要顯示了本發(fā)明的各實施例。
開關(guān)包含一組觸點，但在圖1-6中只顯示出兩個相互作用的觸點，即一個固定觸點1和一個活動觸點2?；顒佑|點2固定在一個觸點臂桿3上。活動觸點2的閉合驅(qū)動器是通過一個膝裝置而形成的，膝裝置包含膝桿4和閉合/觸點力彈簧5。上述膝裝置作用在活動觸點2的觸點臂桿3上。開關(guān)還包含一個鎖定裝置6，用以鎖定觸點以使它們不易從斷開位置閉合上。
各圖中所示的開關(guān)位于斷開位置。斷開彈簧未在圖1中示出。
當(dāng)開關(guān)需要閉合時，一個操作鈕用于將力F沿著箭頭方向施加到包含膝桿4和閉合彈簧5的膝裝置的膝關(guān)節(jié)上。為了清楚起見，操作鈕以及位于操作鈕與膝裝置的膝關(guān)節(jié)之間的連桿未示出，但它對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說顯然是容易設(shè)計的。當(dāng)力F施加到膝裝置4、5的膝關(guān)節(jié)上時，觸點臂桿3的自由端以及觸點2將向右移向固定觸點1。閉合力F使得閉合/觸點力彈簧啟動并持續(xù)一個預(yù)受力狀態(tài)。在這個預(yù)受力狀態(tài)下，在經(jīng)過了一個初始階段后，活動觸點2被鎖定裝置6鎖定。在初始階段結(jié)束時，活動觸點2已經(jīng)移動到距固定觸點1這樣一個距離處，該距離使得兩個觸點之間沒有火花放電的可能。活動觸點2被保持在這個鎖定觸點距離處，該距離小于觸點在斷開位置時的觸點距離。在這個初始階段之后，閉合/觸點力彈簧進(jìn)一步預(yù)受力，直至到達(dá)足以閉合兩個觸點1、2的預(yù)應(yīng)力級別。一旦到達(dá)這個級別，鎖定裝置6即釋放。
應(yīng)當(dāng)指出，在預(yù)受力狀態(tài)的初始階段，活動觸點通過力F而移動到上述距相關(guān)固定觸點較短的鎖定觸點距離處，而活動觸點2尚未被鎖定。然而，很容易設(shè)想，這個較短觸點距離也可以通過其它方式，如機(jī)械式而到達(dá)。
在圖1所示的實施例中，鎖定裝置6包含一個鎖緊元件7，在閉合彈簧5的預(yù)受力狀態(tài)下，當(dāng)上述較短鎖定觸點距離到達(dá)后，該鎖緊元件將鎖緊活動觸點2。顯然，可以采用多種鎖緊元件，而且可以想象，作為實例，可以將一個棘爪裝置安置在觸點臂桿3的另一側(cè)，該棘爪裝置可以通過，例如，使觸點臂桿3頂靠著一個棘爪(未示出)而將活動觸點鎖緊，而當(dāng)該棘爪旋轉(zhuǎn)開后，可以釋放觸點臂桿3。
圖1中的鎖緊元件為夾持桿的形式，夾持桿在其一端通過樞軸固定著。通過一個預(yù)應(yīng)力彈簧(未示出)，該夾持桿7在所示位置上預(yù)受力。夾持桿7的自由端上裝有一個鉤子8，在觸點1、2的斷開位置，該鉤子將咬合在一個鉤子9的后面，鉤子9固定在活動觸點2的觸點臂桿3上。在圖1所示的開關(guān)斷開位置，鉤子8、9上的相互面對著的抓持面彼此相隔一個距離，該距離等于斷開位置的觸點距離減去鎖定觸點距離。
在經(jīng)過了閉合/觸點力彈簧5的初始階段而上述彈簧充分預(yù)受力后，夾持桿7沿著箭頭A的方向，即相對于它的預(yù)應(yīng)力彈簧的力的方向回轉(zhuǎn)，其結(jié)果是，鉤子8和觸點臂桿3以及相關(guān)活動觸點2被釋放。釋放后的觸點2將以相對于操作者獨立的方式接觸固定觸點1，而回跳的可能性被最小化。
應(yīng)當(dāng)指出，夾持桿7沿方向A的旋轉(zhuǎn)可以通過開關(guān)操作鈕(未示出)而以未示出的方式實現(xiàn)。
此外，顯然夾持桿和/或固定鉤子8是以這樣的方式連接的，即它們在觸點臂桿3從觸點的閉合位置移向斷開位置時，將自動彼此滑過對方，直至到達(dá)圖1所示位置。
圖2所示實施例中的開關(guān)包含固定觸點1、帶觸點臂桿3的活動觸點2以及鎖定裝置7、8、9，如圖1所示實施例那樣。出于這個原因，這些部件不再描述。
本圖中還顯示了斷開彈簧10。
在圖2所示實施例中，活動觸點2通過觸點臂桿3而被一個卷簧11驅(qū)動。卷簧11通過一個力矩M而預(yù)受力，該力矩可以通過簡單的方式而從開關(guān)操作鈕(未示出)獲得，這種獲得方式對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是一個標(biāo)準(zhǔn)程序。
上述力矩將帶動活動觸點2移向固定觸點1，而這個運動將被夾持桿7鎖定。在閉合彈簧充分預(yù)受力后，夾持桿7沿箭頭A的方向旋轉(zhuǎn)而釋放活動觸點2，而各觸點將以相對于操作者獨立而且不會回跳的方式閉合。
在圖3所示開關(guān)中，活動觸點2被一個控制桿12驅(qū)動，該控制桿可以在一個點13處回轉(zhuǎn)。控制桿12的一端與觸點臂桿3相互作用。這個特定端部的輪廓使得，通過控制桿12的旋轉(zhuǎn)，觸點臂桿3以及觸點2將移向固定觸點1。這里，也提供了一個預(yù)應(yīng)力閉合彈簧5。控制桿12通過鎖定裝置6而被鎖定，在本實施例中，鎖定裝置6包含一個可釋放鎖緊元件14。在閉合彈簧5的預(yù)受力狀態(tài)下，該鎖緊元件14可以將控制桿12鎖緊在這樣一個位置上，即活動觸點12?？吭谙鄬τ诠潭ㄓ|點1鎖定的觸點距離處。
為了閉合開關(guān)，閉合彈簧5通過一個力F而預(yù)受力，該力是因開關(guān)操作鈕的運動而獲得的。在閉合彈簧5的預(yù)受力狀態(tài)初始階段，控制桿12沿箭頭B的方向旋轉(zhuǎn)，而且通過控制桿12上頂靠著觸點臂桿3的那一端的輪廓，活動觸點2將向右移動一小段距離，直至觸點距離等于上述鎖定觸點距離。一旦到達(dá)這個觸點距離，控制桿12將被鎖緊元件14鎖緊，在本實施例中鎖緊元件被設(shè)計成可回轉(zhuǎn)爪14。在預(yù)受力狀態(tài)的其余部分中，閉合彈簧5進(jìn)一步預(yù)受力，直至到達(dá)一個預(yù)定的預(yù)應(yīng)力級別，此后，鎖緊元件14將沿箭頭A的方向旋轉(zhuǎn)。這個旋轉(zhuǎn)可以從開關(guān)操作鈕(未示出)的運動而獲得。還應(yīng)指出，鎖緊元件14預(yù)受力于圖3所示位置。
在開關(guān)的斷開位置，鎖緊元件14的自由端與控制桿12上的對置表面間的距離等于斷開位置的觸點距離減去鎖定觸點距離。
應(yīng)當(dāng)指出，鎖緊裝置的爪14也可以與控制桿12右側(cè)段的頂面相互作用。
在圖4所示的本發(fā)明開關(guān)的實施例中，還顯示了斷開彈簧10。在本實施例中，控制桿12被卷簧15驅(qū)動。通過一個可以從操作鈕獲得并作用在閉合彈簧3上的力矩M，控制桿12將沿箭頭B的方向旋轉(zhuǎn)，其結(jié)果是觸點1、2將彼此移向?qū)Ψ?。觸點臂桿3的運動將通過鎖緊元件14或爪鎖緊控制桿12而被臨時中斷。觸點臂桿3以及活動觸點2的位置被保持住，而卷簧15進(jìn)一步預(yù)受力。當(dāng)卷簧15充分預(yù)受力后，鎖緊元件14將沿箭頭A的方向旋轉(zhuǎn)，如果合適的話，這個旋轉(zhuǎn)可以通過開關(guān)操作鈕的運動而獲得。其結(jié)果是，控制桿12被釋放，而且在預(yù)應(yīng)力卷簧15的作用下，觸點1、2將以相對于操作者獨立的方式閉合，其回跳的可能性最小。
在圖5和6所示的實施例中，活動觸點2，特別是觸點臂桿3被杠桿組驅(qū)動，杠桿組中包含可以繞著一個點17回轉(zhuǎn)的第一桿16。第一桿16的右側(cè)端以可回轉(zhuǎn)的方式連接著第二桿18的一端。第二桿18的另一端以可回轉(zhuǎn)的方式連接著觸點臂桿3。在這種情況下，鎖緊裝置6包含可釋放鎖緊元件20，該鎖緊元件為可回轉(zhuǎn)爪的形式。
在圖5所示實施例中，兩個觸點，即固定觸點1和活動觸點2被閉合彈簧5驅(qū)動，該彈簧通過一個力F而預(yù)受力。閉合彈簧5作用在兩個桿16和18之間的膝關(guān)節(jié)上。顯然，彈簧也可以在不同位置作用在杠桿組上，只要預(yù)應(yīng)力作用在正確方向上即可。
通過施加力F，第一桿16將以這樣的方式旋轉(zhuǎn)，即觸點臂桿3以及觸點2將在第二桿18的作用下而移向固定觸點1，直至這個運動被鎖緊元件20臨時中斷。一旦閉合彈簧5充分預(yù)受力，鎖緊元件20將沿箭頭A的方向旋轉(zhuǎn)，以將第一桿16釋放，而預(yù)應(yīng)力彈簧5將通過桿16、18的組合系統(tǒng)而驅(qū)動觸點臂桿3以及觸點2移向固定觸點，而各觸點將以相對于操作者獨立的方式閉合，其回跳的可能性最小。
在圖6所示實施例中，卷簧21用作閉合彈簧。閉合彈簧21通過一個力矩M而預(yù)受力，該力矩可以從開關(guān)操作鈕獲得。通過這個力矩M，第一桿16將在閉合彈簧21的作用下而以這樣的方式旋轉(zhuǎn)，即觸點臂桿3以及觸點2將在第二桿18的作用下而移向固定觸點1，直至這個運動被鎖緊元件20臨時中斷。一旦卷簧21充分預(yù)受力，鎖緊元件20將沿箭頭A的方向旋轉(zhuǎn)，以將第一桿16釋放。隨著第一桿16被釋放，觸點1、2將通過第二桿18和觸點臂桿3而在卷簧21的預(yù)應(yīng)力作用下以相對于操作者獨立的方式閉合，其回跳的可能性最小。
還應(yīng)指出，鎖緊元件或爪21也可以在回轉(zhuǎn)點12右側(cè)，甚至是在連接位置與第一或第二桿相互作用。在后面的情況下，爪必須被拖走以釋放杠桿組。
權(quán)利要求
1．開關(guān)，其包含至少一個固定觸點(1)和一個活動觸點(2)，它們彼此相互作用；一個閉合彈簧(5,11,15,21)，其用于將觸點移動到閉合位置；一個操作鈕，其可以用于使閉合彈簧(5,11,15,21)初始具有一個預(yù)受力狀態(tài)；以及一個鎖定裝置(6)，其用于在閉合開關(guān)時鎖定觸點(1,2)，直至一個預(yù)定時刻，此時預(yù)應(yīng)力閉合彈簧(5,11,15,21)的作用將釋放到觸點上，其中鎖定裝置(6)被設(shè)計得用于在預(yù)受力狀態(tài)下將相互作用的觸點(1,2)鎖定在一個觸點距離，該鎖定觸點距離小于觸點(1,2)在斷開位置的觸點距離，其特征在于，在活動觸點(2)的觸點臂桿(3)上的遠(yuǎn)離固定觸點(1)的一側(cè)安置著一個控制桿(12)，其可以在一個位于其兩端之間的點(13)處回轉(zhuǎn)并且在一端毗鄰觸點臂桿(3)，該端的輪廓使得，通過在預(yù)應(yīng)力閉合彈簧的作用下旋轉(zhuǎn)該控制桿，活動觸點(2)可以移動至接觸固定觸點(1)，而且，鎖定裝置(6)包含一個可釋放鎖緊元件(14)，其在閉合彈簧(5,15)的預(yù)受力狀態(tài)下將控制桿(12)鎖緊在一個位置上，此時活動觸點(2)位于與固定觸點(1)相距鎖定觸點距離處。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，鎖緊元件(14)包含一個可回轉(zhuǎn)爪(14)，該爪的自由端面對著控制桿(12)，該爪以這樣的方式安置著，即它在預(yù)受力狀態(tài)下將鎖定控制桿，而在觸點(1,2)的斷開位置，爪與控制桿上的相互面對著的表面位于彼此相距一個距離處，該距離等于觸點在斷開位置的觸點距離減去鎖定觸點距離。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)，其特征在于，閉合彈簧是一個環(huán)繞著控制桿(12)的回轉(zhuǎn)點(13)布置的卷簧(15)，其一端作用在控制桿(12)上，另一端連接著用于使卷簧(15)預(yù)受力的操作鈕。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)，其特征在于，閉合彈簧是一個作用在控制桿(12)上的拉伸或壓縮彈簧(15)。
5．開關(guān)，其包含至少一個固定觸點(1)和一個活動觸點(2)，它們彼此相互作用；一個閉合彈簧(5,11,15,21)，其用于將觸點移動到閉合位置；一個操作鈕，其可以用于使閉合彈簧(5,11,15,21)初始具有一個預(yù)受力狀態(tài)；以及一個鎖定裝置(6)，其用于在閉合開關(guān)時鎖定觸點(1,2)，直至一個預(yù)定時刻，此時預(yù)應(yīng)力閉合彈簧(5,11,15,21)的作用將釋放到觸點上，其中鎖定裝置(6)被設(shè)計得用于在預(yù)受力狀態(tài)下將相互作用的觸點(1,2)鎖定在一個觸點距離，該鎖定觸點距離小于觸點(1,2)在斷開位置的觸點距離，其特征在于，在活動觸點(2)的觸點臂桿(3)上的遠(yuǎn)離固定觸點(1)的一側(cè)安置著一個第一桿(16)，其可以在一個位于其兩端之間的點(17)處回轉(zhuǎn)，而且其中一端指向觸點臂桿(3)并以可回轉(zhuǎn)的方式(19)連接著一個第二桿(18)的一端，而另一端以可回轉(zhuǎn)的方式連接著一個觸點臂桿(3)，而且，鎖定裝置包含一個可釋放鎖緊元件(20)，其在閉合彈簧(5,21)的預(yù)受力狀態(tài)下將第一桿(16)鎖緊在一個位置上，此時活動觸點位于與固定觸點(1)相距鎖定觸點距離處。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)，其特征在于，鎖緊元件(20)包含一個可回轉(zhuǎn)爪(20)，該爪的自由端指向第一或第二桿(16,18)，該爪(20)以這樣的方式安置著，即它鎖定了上述桿，而在觸點(1,2)的斷開位置，爪與一個桿(16,18)上的相互面對著的表面位于彼此相距一個距離處，該距離等于觸點(1,2)在斷開位置的觸點距離減去鎖定觸點距離。
7．根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的開關(guān)，其特征在于，閉合彈簧是一個環(huán)繞著第一桿(16)的回轉(zhuǎn)點(17)布置的卷簧(21)，其一端作用在第一桿(16)上，另一端連接著用于使卷簧(21)預(yù)受力的操作鈕。
8．根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的開關(guān)，其特征在于，閉合彈簧是一個作用在第一或第二桿(16,18)上的拉伸或壓縮彈簧(5)。
全文摘要
開關(guān)包含至少兩個相互作用的觸點(1,2)和一個閉合彈簧(5,11,15,21),后者用于將觸點移動到閉合位置;一個操作鈕,其可以用于啟動閉合彈簧(5,11,15,21)的一個預(yù)受力狀態(tài);以及一個鎖定裝置(6),其用于在閉合開關(guān)時鎖定觸點(1,2),直至一個預(yù)定時刻,此時預(yù)應(yīng)力閉合彈簧(5,11,15,21)的作用將釋放到觸點上。鎖定裝置(6)被設(shè)計得用于在預(yù)受力狀態(tài)下將相互作用的觸點(1,2)鎖定在一個觸點距離。該鎖定觸點距離小于觸點(1,2)在斷開位置的觸點距離。
文檔編號H01H5/04GK1298546SQ99805353
公開日2001年6月6日 申請日期1999年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月27日
發(fā)明者阿爾貝特·約瑟夫·彼得·波斯特穆斯, 添田日馬特·弗朗西斯科·達(dá)爾莫霍托莫 申請人:霍萊茨荷蘭公司