专利名称：带有一个开关锁的开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1所述的具有一个开关锁的开关装置。
具有一个开关锁的开关装置、尤其是一个保护开关装置例如可以作为线路保护开关使用。目前，主要使用线路保护开关(也称为LS开关或线路保护自动装置)来替代熔断保护装置。
线路保护开关是一些具有对一个开关锁起作用的一个第一和一个第二脱扣机构的过流保护开关。一个电磁脱扣器用于在短路时快速断开电路。当相关的线路危险地发热时，一个双金属的热脱扣器用于在受持续过载时实施断开。所述开关锁也可以借助于一个可手动操纵的开关手柄来操作，由此，所述各线路保护开关也可以用于切断电路。
从US4,968,863已知一种这类具有一个开关锁的线路保护开关，所述开关锁具有一个可移动的接触臂、一个脱扣杠杆、一个棘爪以及多个框架构件。其中，在所述组件的各构件之间产生的作用力基本在一个平面内传递。其中，所述可移动的接触臂和所述开关锁的一个碟形弹簧可旋转运动地支承在一个轴上。
象线路保护开关这样的批量产品要受到市场大小、成本预算等预定条件的约束，这些预定条件在很大程度上影响造坏的开关装置构件的数量。然而，在前面提到的现有技术中的线路保护开关就具有对这些预定条件产生不利影响的开关装置构件的数量。
另外，从DE1 904 731已知一种线路保护开关的减少构件的开关锁。这种开关锁具有一个主要由一个可移动的接触臂、一个脱扣杠杆和一个棘爪组合而成的组件。其中，所述可移动的接触臂支承在一根轴上。一个线路保护开关的功能可靠性的重要标准是所述脱扣杠杆与棘爪之间的所谓的反向衔接。但是该专利文献并没有提供有利于这项功能的元件。
从DE33 39 398 A1同样已知一种具有一个开关锁的线路保护开关。所述开关锁具有至少一段塑料件，但是该塑料件由于靠近所述接触部位必须由一种持久耐用的以及进而昂贵的材料制成。
本发明所要解决的技术问题是，提供一种带有一个开关锁的开关装置，通过该开关装置可以解决上述现有技术所存在的问题。
上述技术问题按照本发明通过一种具有权利要求1所述特征的开关装置得以解决。
按照本发明的规定，所述开关装置设有一个壳体和一个开关锁，其中，-所述开关锁具有一个带有一个脱扣杠杆、一个棘爪和一个可移动的接触臂的三件式组件，-所述组件基本上由一种金属材料制成，以及-所述可移动的接触臂借助于一个连接元件在端部处与所述棘爪一起构成一个铰链关节，-一个支持所述开关锁反向衔接的弹簧在该弹簧的第一末端处包围所述铰链关节，该弹簧还贴靠在所述回转轴上并以其第二末端作用在所述脱扣杠杆上，-作用在所述组件上并在所述组件的各构件之间产生的力的作用线基本上在一个平面内。
通过本发明可实现一个开关锁的低成本的设计结构，同样会使一个开关装置的制造成本降低。这尤其是通过所述开关锁的三件式组件来实现。所述组件由简单的、金属的、也许是材料统一的、冲压-折弯件制成。另外，所述接触臂和脱扣杠杆的单轴支承有利于制造。所述有助于力平衡和反向衔接的弹簧这样安置或设计，使得其既可以跟随所述组件的运动进程、又以一个小的预紧力达到高效能。不需要另一个用于补偿产生的颠覆力矩的构件，因为作用在所述组件上的或者在所述组件的各构件之间产生的力只作用在一个平面内。
有利的是，所述弹簧设计为板簧或盘条弹簧，因此按照不同的用途和开关装置类型存在特殊的选择可能性。
有利的是，作用在所述组件上的并且在所述组件的各构件之间产生的力基本上作用在所述可移动的接触臂的平面内。因此避免产生引起摩擦损失和对力平衡产生不利影响的颠覆力矩。
下面借助于附图详细阐述本发明的其他优点和细节。附图中
图1以侧视图表示一个处于断开位置中的具有一个开关锁的开关装置，图2表示一个图1所示的开关装置的正视图，图3表示一个图1所示的开关装置的俯视图。
在以下说明书中各附图中的相同构件以相同的附图标记标注或者含意相同的构件以类似的附图标记标注。
图1表示一个处于所谓的断开位置AS中的具有一个壳体2和一个开关锁3的开关装置1。所述开关锁3具有一个脱扣杠杆4、一个棘爪5、一个可移动的接触臂6以及一个固定在壳体上的回转轴7。所述开关锁3的构件、亦即脱扣杠杆4和棘爪5均由一种金属材料制成的冲压-折弯件构成，所述金属材料尤其是指钢、黄铜、铜、青铜和/或黄铜。为了组装所述开关锁3的构件、尤其是所述脱扣杠杆4、棘爪5和接触臂6，所述脱扣杠杆4和棘爪5围夹住所述接触臂6并且通过所述已插入的回转轴7和所述销钉9与该接触臂6相连。该接触臂6在该视图中具有一个近似镜反像形成的S形的形状并且在其构件长度上大约在中心设有一个用于在其中安装所述回转轴7的凹槽8。
所述凹槽8可以设计为敞开式的或封闭式的并且在关于所述接触臂6的构件宽度上基本上指向所述脱扣杠杆4的方向。
相对于所述回转轴7，所述凹槽8具有一个过盈尺寸，由此达到方便地安装所述装置构件的目的。该凹槽8与所述回转轴7结合仅仅用于组装所述装置构件。回转轴7具有极大自由度地设置在凹槽8中并且需要时作为止挡实现限制功能或回转功能。
所述棘爪5在其末端借助于一个销钉9这样耦连在所述接触臂6的一个第一端头10上，使得可以形成一个铰链关节。所述销钉9本身可移动地在由壳体构成的一个承接元件11中导引。所述承接元件11也可以设计为一个弓形的滑环机构，其中，所述承接元件11以及可能是滑环机构同样具有一个弓形的孔12。
所述承接元件11即可以设计为所述壳体2的成型部段，也可以设计为单独的壳体构件。所述单独的壳体构件位置可变化地安置在壳体2中，因此，就产生多种可能结构。在与销钉耦连的末端侧相对的另一端，所述棘爪5与一个弓形件13相连，而该弓形件13又与一个具有锁紧手柄的辊子14(Knebelwalze)有效相连。所述可能由绝缘材料制成的壳体2可以由两个各带有一个承接元件11的壳体件构成，所述销钉9在两侧的承接元件11中导引。
所述销钉9被一个支持所述开关锁3反向衔接的弹簧15在该弹簧的第一末端16处包围。所述反向衔接保证在断开位置上时所述开关锁处于一个确定的开关工作状态中。所述弹簧15贴靠在回转轴7上并且以其第二末端17作用在所述脱扣杠杆4的一个凸肩18上。在所述闭合位置ES中所述弹簧15作为防止所不期望的脱扣发生的防震结构。
所述在此设计为蝶形弹簧的弹簧15可以说自由地支承在所述铰链关节上并且可以跟随所述开关锁3的构件一起运动。因此由所述弹簧在闭合位置上产生的扭矩与其在断开位置上产生的扭矩是一样的。另外，所述弹簧15也可以设计为一个板簧或盘条弹簧形式的蝶形弹簧或螺旋弹簧或者一个等效的结构形式。
所述接触臂6在所述凹槽8与销钉9之间具有一个用于在其中嵌入一根拉簧20的啮合孔19。在此，所述拉簧20被安装在一个支架22的一个安装孔21中并且同时被预紧。所述支架22可以这样在一个第一角形区域α内安装或调整，使得对应于不同的接触力有利地设置不同的拉簧位置，由此可确定可定义的开关装置类型。在所述接触臂6的一个第二端头23上安置一个大约与一个第二接触件25等高的一个第一接触件24。所述第二接触件25定位在一个固定触头支架26上，该固定触头支架26是一个在此未详细说明的组件的一部分。
与一个传统的开关锁不同，所述开关锁3除了具有回转轴7之外，还具有作为用于所述可移动的接触臂6的转动和摆动元件的所述承接元件11。因此，不是通过一个由回转轴7与凹槽8的组合结构来导引所述可移动的接触臂6，而是通过所述承接元件11、它的孔12以及导引在该孔中的销钉9来导引所述可移动的接触臂6。所述回转轴7和销钉9也可以在需要时由一种塑料制成。
按照从所述断开位置AS切换到所谓的接通位置ES来操作所述具有锁紧手柄的辊子14，在此只粗略地叙述一下该操作过程，所述具有锁紧手柄的辊子14将它的旋转运动传递到所述弓形件13上转变成一种平移运动。该弓形件13将其本身的平移运动继续传递到所述棘爪5上，在该棘爪5上借助于从属于该棘爪的销钉9推动所述接触臂6进行这样一个摆动运动。通过所述可变支架22形成的第一角度区域α表现为所述接触件24、25的接触点处的一个由所述开关锁3的运动引起的第二角度区域β。
通过所述拉簧16的力的作用，所述脱扣杠杆4同样一起转动并且同时被所述棘爪5逐渐遮盖。有利的是，在这个运动过程中不会产生颠覆力矩，因为作用在所述组件上的力或在所述组件的各构件之间产生的力只作用在一个平面中、尤其是作用在所述可移动的接触臂6的平面EK中。因此不需要另一个用于补偿所产生的颠覆力矩的构件。为了在一个平面内进行力传递，所述脱扣杠杆4的一个区段拐入到所述接触臂6的所述中间平面中，在此处一个冲制的轮廓构成了所述衔接部位。描述这个组装的且紧凑的组件的外形厚度的结构尺寸AM可以界于2mm至20mm之间、尤其为5mm。
图2和图3分别表示带有从属壳体2和相应的开关锁3的开关装置1的正视图和俯视图。为了简明起见，在示意图中没有表示所述承接元件11、支架22以及固定触头支架26。
本文开头所提到的电磁式或热式脱扣器在各断开情况下产生一个第一作用力KE和一个第二作用力KT，这两个作用力作用在所述脱扣杠杆4上并且使所述开关锁3以及进而使所述具有锁紧手柄的辊子14回置到所述断开位置AS中。
本发明的中心思想是，通过有利地将所述开关锁3和开关装置1的一些单独的构件组合达到明显地节省构件和在所述开关锁3的整个制造过程中节约的目的。所述整个的开关锁3可以自动化地制造并且尤其可以自动化地组装。这种情况也涉及到将所述弹簧装入到开关锁3中，由此显著地简化了制造过程。此外，整体设计结构的突出特点是所述开关锁3似乎“自由悬挂”在壳体2中，因为该开关锁3一方面仅仅贴靠在所述回转轴7上，另一方面也可运动地导引在所述孔12中。由所述弹簧15产生的力基本上只作用在所述开关锁3的各构件之间。
权利要求
1.一种带有一个壳体(2)和一个开关锁(3)的开关装置(1)，-所述开关锁(3)具有一个带有一个脱扣杠杆(4)、一个棘爪(5)和一个可移动的接触臂(6)的三件式组件，其中，-所述组件基本上由一种金属材料制成，-所述可移动的接触臂(6)借助于一个连接元件在端部处与所述棘爪(5)一起构成一个铰链关节，-一个支持所述开关锁(3)反向衔接的弹簧(15)在该弹簧的第一末端(16)处包围所述铰链关节，该弹簧(15)还贴靠在所述回转轴(7)上并以其第二末端(17)作用在所述脱扣杠杆(4)上，-作用在所述组件上并在所述组件的各构件之间产生的力的作用线基本上在一个平面内。
2.按照权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述弹簧(15)设计为板簧或盘条弹簧。
3.按照权利要求1或2所述的开关装置，其特征在于，所述作用在所述组件上并在所述组件的各构件之间产生的力的作用线在所述可移动的接触臂(6)的平面(EK)内。
全文摘要
本发明涉及一种带有一个开关锁(3)的开关装置(1)。为了提供一种可低成本制造的且可简便地安装的开关装置，按照本发明，所述开关锁(3)基本上由一个金属材料的三件式的组件构成，以及具有一个支持所述开关锁(3)反向衔接的弹簧(15)和一些在开关锁中基本上作用在一个平面内的作用力。
文档编号H01H71/52GK1526150SQ02813872
公开日2004年9月1日 申请日期2002年6月13日 优先权日2001年7月12日
发明者温弗里德·维尔林, 温弗里德 维尔林 申请人:西门子公司