专利名称：控制电气开关设备的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制电气开关设备的控制装置，所述开关设备具有适于置于闭合位置和打开位置的移动触点。
背景技术：
这里的术语“电气开关设备”用于广泛地指断路器、分离器或实际是接地装置。也包括综合这些不同功能的断路器，例如综合断路器和分离器的功能。
现有技术公知的是，可以实现是“综合设计”装置的装置，其中它们结合了电机和机械弹簧系统，用于执行开关设备移动触点的闭合和打开。然后，通过适当的伺服控制器，可以使电机控制电气开关设备的各种功能，例如打开和闭合其触点。
虽然这种方案得到广泛应用，但它们存在不足，例如，那些由综合使用或同时使用电机和弹簧能量执行移动触点打开阶段和移动触点闭合阶段引起的问题。
为了在其中一个阶段过程中能利用弹簧的能量，需要在另一阶段过程中使弹簧积累所述能量；反之亦然。因此，在两个阶段过程中对压缩机械弹簧的需求常常导致使用尺寸过大的电机，才能达到移动触点所需的打开和闭合速度。
另外，控制装置的这种综合设计一般需要为移动触点提供的打开和闭合行程比所需的要长，这造成装置更加复杂、笨重和不紧凑。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种设计更加简单和更加可靠的控制装置，用于控制优选为中压或高压型电气开关设备。
为此，本发明提供一种控制装置，用于控制切断电能的电气开关设备，所述开关设备包括适于置于闭合位置和打开位置的移动触点，所述控制装置设计成移动所述移动触点，并包括电机、机械弹簧以及具有第一连接点和第二连接点的致动臂。根据本发明，致动臂适于置于闭合位置，从而使移动触点置于其闭合位置，并且此时第二连接点适于在点P1；致动臂适于置于打开位置，从而使移动触点置于其打开位置，并且此时第二连接点适于在与点P1不同的点P2；以及致动臂适于置于再压缩(re-cocked)位置，此时第二连接点适于在与点P2和P1不同的点P3，所述控制装置设计成，所述第二连接点可以沿着包括点P1、P2和P3的闭合线连续运动在用于打开移动触点的打开阶段，在所述机械弹簧的作用下，从点P1到点P2；在再压缩机械弹簧的再压缩阶段，在启动的电机的作用下，并将移动触点保持在打开位置，从点P2到点P3；以及在闭合移动触点的闭合阶段，也在启动电机的作用下，从点P3到点P1。
因此，本发明的原理基于使致动臂运动连续执行三个不同阶段，这在移动触点离开其闭合位置的时刻与其在到达其打开位置后返回闭合位置的时刻之间。与现有技术装置不同的是，执行与闭合和打开移动触点的闭合阶段和打开阶段不同的使机械弹簧再压缩的再压缩阶段，可以仅仅通过释放弹簧先前积累的能量执行打开阶段。因此，在闭合移动触点的整个闭合阶段，其中当所述移动触点到达其闭合位置时闭合阶段结束，弹簧不需要积累任何能量，因此触点的行程被完全控制，并且需要的能量比现有技术装置需要的能量少。因此可以利用比现有技术功率小的电机实现闭合阶段。
另外，实现打开阶段是极其可靠的，因为其优势是根本不需要电机启动，而是在将移动触点锁在闭合位置的锁定装置松开时立即仅仅通过释放弹簧的能量自动执行打开阶段。
再压缩弹簧的再压缩阶段不产生移动触点的任何运动，从而移动触点保持在其打开位置，优选地没有任何锁定装置的帮助，而是仅仅通过控制装置的特殊设计和特殊几何形状。此阶段的惟一目的是在触点开始其闭合阶段之前使弹簧积累能量，其中在闭合阶段触点朝其闭合位置运动。因此，应该理解的是，本发明提出的设计的优点是使触点的行程完全优化，因为所述行程不超出在移动触点打开位置和闭合位置之间行进刚好需要的行程。
另外，移动触点的闭合行程是完全控制的，因为这是通过启动电机执行的，并不对已经充分地再压缩到能够随后单独执行打开阶段的弹簧产生任何应力。这里，由于在所述闭合阶段不需要使弹簧处于应力下，因此将移动触点以所需速度移动到其闭合位置所需的功率小于现有技术装置所需的功率，从而可以使用小功率的电机，由此减小成本。
优选地，如上所述，控制装置设计成，在闭合移动触点的所述闭合阶段，使所述第二连接点从点P3运动到点P1，机械弹簧中贮存的能量不变，即，所述机械弹簧在此阶段不释放或不积累任何能量。
但是，这表明，所述装置可以设计成，除了电机传递的动力外，弹簧通过释放先前积累的部分能量而用于移动触点启动时加速，和/或通过所述弹簧处于应力下而在移动触点闭合阶段结束时起到制动作用。
优选地，闭合线的形状大致为三角形，点P1、P2、P3优选地构成所述三角形顶点，三条侧边的每一条对应于致动臂第二连接点在上述三个不同阶段的相应一个阶段的各自路径。
在优选方式下，仅在机械弹簧的作用下或者在电机协助所述机械弹簧的方式下执行打开移动触点的所述打开阶段，使所述第二连接点从点P1运动到点P2，从而得到非常高的可靠性。
此外，可以使控制装置向移动触点传递直线输出运动或旋转输出运动。另外，为了完全控制移动触点的闭合阶段，优选地使用伺服电机型的电机。
优选地，移动触点的位置在所述闭合阶段是相对于时间的数学函数形式的设定点伺服控制的。同样地，移动触点的速度在所述闭合阶段是相对时间的数学函数形式的设定点伺服控制的，移动触点的加速度在闭合阶段也是相对时间的数学函数形式的设定点伺服控制的。
而且优选地，装置还包括积累在机械弹簧释放作用下打开移动触点的所述打开阶段释放的能量的装置，所述装置还设计成在再压缩所述弹簧的所述再压缩阶段将所述积累的能量传递到所述机械弹簧。此能量的传递有利地便于再压缩弹簧的再压缩阶段的启动，所述启动再压缩阶段通常是由电机执行的。作为例子，能量是通过飞轮积累和传递的，例如马耳他十字轮。在运动部分的作用下在打开阶段结束时使飞轮旋转；并且类似地，通过将积累的动能传递到弹簧启动再压缩阶段。当然，需要注意的是，在打开阶段飞轮贮存/积累的能量是由弹簧和/或电机传递的部分能量构成的，电机不再用于驱动移动触点的移动。结果，所述部分能量与使移动触点到达其所需打开速度的部分能量不同，这部分能量可以称为“多余能量”，是在打开阶段结束过程中由弹簧和/或电机释放的。
优选地，致动臂的第二连接点是由沿着至少部分在静止体上实际形成的路径引导的指状件形成的，并且跟随所述的闭合线。
因此，结构上至少部分在静止体上形成的路径可以按本领域内一般技术人员公知的任何方式实施。例如，通过置于路径一侧或两侧并靠近该路径的引导件，以便跟随闭合线；或者也可以通过静止体中形成的并插入上述指状件的槽，如同下面将描述的第一优选实施例。虽然所述路径全部是在静止体上实际形成的，但从上面可以看出，所述路径也可以是部分形成在结构上除了静止体以外的部分。特别是，需要注意的是，在那些结构上未限定的部分路径中，例如，由于下面描述的并连接到所述第二点的传递装置的特殊位置，以及由于设计成与所述传递装置相关的滑轮或轮的位置，第二连接点被沿所述路径引导。
在不超出本发明范围的情况下，另一种可行方案也包括结构上不全部在静止体上形成的路径，而是，例如，由连续的直线和弯线片段组成的，仅仅通过设计以及通过传递装置的定位和与所述传递装置相关的滑轮或轮子，第二连接点能沿该路径运动，其中所述装置本身设计成与第二连接点协同工作。也就是，所述路径是由传递装置以及恰当设置的一套滑轮或轮子形成的直线和曲线片段形成的。
在本发明的第一优选实施例中，其中所述路径实际全部形成在静止体上，致动臂的第二连接点由沿着槽引导的指状件构成，所述槽沿所述闭合线延伸并形成在静止体中。因此，所述指状件能通过滑动和/或滚动在其相关的槽中运动，这不超出本发明的范围。
在此第一实施例中，提供的传递装置设置在所述机械弹簧和所述致动臂之间，所述传递装置枢转地连接到所述指状件。优选地，所述装置是链条或缆索的形式，在致动臂运动的同时，直接或通过至少一个轮子一直保持张紧。但是，也可以使用本领域一般技术人员公知的其它传递装置，例如，以下类型的装置带子、皮带、嵌齿轮带、由铰接的杆构成的连杆、传动带、绳、纤维束等。更一般地，优选的传递装置具有直线结构。
另外，需要注意的是，优选地，所述装置在致动臂运动过程的阶段以外也保持张紧。
在第一优选实施例的第一变化中，在点P1和P2之间形成的部分闭合线至少部分是直线，优选地全部是直线。在这种情况下，优选地，所述装置设计成，当第二连接点处于点P1时，致动臂、传递装置和所述机械弹簧的轴线对齐，优选地沿着点P1和P2限定的方向对齐。
在第一优选实施例的第二变化中，在点P1和P2之间形成的部分闭合线是形状凹下的的部分，至少部分是凹下的。但是，该部分可以是形状凸起的部分，至少部分是凸起的；或者是包括与直线区连接的凹下区的部分，这不超出本发明的范围。根据所遇到的需求，可以使一部分包括至少一个直线区、和/或至少一个凹下区、和/或至少一个凸起区。
对于这两个变化，优选地，闭合线分别在点P2和P3之间以及在点P3和P1之间的两个部分是凸起形状的，至少部分是凸起的，并且优选的是全部凸起，例如，每个部分是一段圆弧形状。这里，每个部分也可以包括至少一个直线区、和/或至少一个凹下区、和/或至少一个凸起区。因此，闭合线分别在点P2和P3之间以及在点P3和P1之间的两个部分，优选地是形状凹下的部分，至少是部分凹下。
优选地，在此第一优选实施例中，所述装置还包括由所述电机驱动的第一控制杆，方式是通过接触所述指状件将所述指状件从点P2带动到点P3，并且还包括所述电机驱动的第二控制杆，方式是通过接触所述指状件将指状件从点P3带动到点P1。因此，在此优选实施例中，指状件处于槽中，当然可以理解的是，指状件通过沿槽滑动和/或滚动实现运动。
另外，在再压缩机械弹簧的再压缩阶段和在闭合移动触点的闭合阶段，第一和第二控制杆通过所述电机同时运动。结果，优势在于，使用单独的电机驱动不同功能的两个控制杆，从而明显简化控制装置的设计。但是，也可以分别在再压缩机械弹簧的再压缩阶段和在闭合移动触点的闭合阶段通过所述电机使第一和第二控制杆独立运动。
在本发明的第二实施例中，所述装置还包括齿轮系统，所述齿轮系统具有半径R1的静止内环、外侧与所述内环啮合的半径R2的行星轮、以及旋转轴设置在所述内环的中心轴线的行星轮保持器，所述致动臂的所述第二连接点由可旋转地装在所述行星轮上的指状件构成，所述行星轮的中心轴线平行指状件的中心轴线并且与其间隔距离d1。
这种设置使第二连接点跟随圆内旋轮线型的闭合线，非常适合于重新建立使致动臂运动的所需循环。
所述装置还包括设置在所述机械弹簧和所述致动臂之间的传递装置，所述传递装置枢转地连接到所述行星轮上，从而能相对所述行星轮绕枢转轴线转动，所述枢转轴线平行于行星轮中心轴线并且与其间隔距离d2。这里，优选地，传递装置是链条或缆索的形式，在致动臂运动的同时，能直接或优选地通过至少一个轮子一直保持张紧。但是，也可以使用本领域一般技术人员公知的其它传递装置，例如，以下类型的装置带子、皮带、嵌齿轮带、由铰接的杆构成的连杆、传动带、绳、纤维束等。更一般地，优选的传递装置具有直线结构。另外，需要注意的是，所述装置在致动臂运动过程的阶段以外也保持张紧。
在下面的变化中，参数R1和R2设置成使它们满足以下条件(1)5＞R1/R2＞1；并且优选的更严格条件是(2)R1/R2＝3；从而特别满足三个不同阶段周期性条件。需要注意的是，上面给出的半径R1/R2的比值对应于所述环的齿数与行星轮的齿数之比。
在第二优选实施例的第一变化中，传递装置的上述枢转轴线与指状件的所述中心轴线重合，这表明数值d1等于数值d2。
在这种情况下，参数R1、R2和d1的设定方式是它们满足以下条件(3)2＞d1/R2＞0.2；更优选的条件(4)d1/R2＝1/3；而且优选地同时满足条件(2)R1/R2＝3。当然，比例R1/R2可以在0.3到0.4的范围内，或者在从0.2到2的较宽范围内。
在给定d1/R2＝1/3的特殊情况下，在致动臂运动的循环过程中第二连接点沿其运动的闭合线的形状基本是三角形，其侧边基本是凸起的形状。
在第二优选实施例的第二变化中，上述传递装置的枢转轴线和所述的中心轴线是分开的。
在这种情况下，参数R1、R2、d1和d2设置成使它们满足以下条件(2)R1/R2＝3；(3)2＞d1/R2＞0.2；以及(5)2＞d2/R2＞0.2。
更优选的，参数R1、R2、d1和d2的设定满足以下条件(6)d1/R2＝1；以及(7)d2/R2＝1/3，并且优选地满足条件(2)R1/R2＝3。
这里，此第二变化给出的数值仅是说明性的例子，而不是限制性的。需要注意的是，上述三个条件使第二连接点沿其运动的闭合线的形状基本是三角形，其侧边基本是凹下的形状。
另外，齿轮系统还具有由所述电机驱动并可旋转地装在所述行星轮保持器旋转轴上的齿轮，所述齿轮机械连接到所述行星轮保持器，使所述行星轮保持器在打开移动触点的打开阶段绕其轴自由地转动，在打开阶段所述指状件在机械弹簧的作用下从点P1运动到点P2；并且在再压缩弹簧的再压缩阶段以及在闭合移动触点的闭合阶段在启动的电机作用下，使所述行星轮保持器与齿轮一起转动，从而使所述齿轮旋转，在上述两个阶段指状件分别从点P2运动到P3以及从点P3运动到P1。
为此，通过设置在所述齿轮角向扇形区上并且由行星轮保持器的轴穿过的圆形槽，使所述齿轮机械地连接到所述行星轮保持器上，所述轴以自由转动方式装有所述行星轮并设置在所述行星轮的中心轴线上。
在本发明的第二优选实施例中，电机设计成在打开阶段协助弹簧，例如仅在打开阶段的一部分。
此外，所提供的电机可以协助弹簧，在打开阶段可伺服控制移动触点相对设定点的位置，所述设定点是时间的数学函数。同样，所提供的电机可以协助弹簧，在打开阶段可伺服控制移动触点相对设定点的速度，所述设定点是时间的数学函数；和/或伺服控制移动触点相对设定点的加速度，所述设定点是时间的数字函数。
实际上，所述装置设计成甚至在电机不能协助弹簧或者不能伺服控制打开移动触点的参数时，也能打开移动触点。
本发明还提供具有移动触点的电气开关设备，所述移动触点适于处于闭合位置和打开位置，所述电气开关设备包括如上所述的控制装置。
最后，本发明提供一种控制电气开关设备的方法，所述方法是通过如上所述的控制装置实施的。
从以下参考附图给出的详细说明中，本发明的其它特征和优点将变得明显。在附图中图1a到1c示意性表示本发明的原理，其中表示控制装置在控制循环的不同阶段，该控制循环从移动触点在其闭合位置的时刻开始，一直到所述移动触点达到其打开位置之后返回相同位置；图2是类似于图1b的图，其中控制装置用于将旋转输出运动输送到移动触点；图3是本发明第一优选实施例的第一变化的控制装置的透视图；图4a到4d表示图3的控制装置处于控制循环的不同阶段，其中控制循环移动触点在其闭合位置的时刻开始，一直到所述移动触点达到其打开位置之后返回相同位置；图5是本发明第一优选实施例的第二变化的控制装置的正视图；图6a和6b是本发明第二优选实施例的第一变化的控制装置的正视图和侧视图；图7示意性表示在使图6a和6b所示装置的臂运动的循环中，致动臂第二连接点沿其运动的封闭线；图7a到7c表示图6a和6b的控制装置在控制循环过程不同阶段，其中控制循环是从移动触点在其闭合位置的时刻开始，一直到所述移动触点达到其打开位置之后返回相同位置；图8a和8b是本发明第二优选实施例的第二变化的控制装置的正视图和侧视图；图9示意性表示在使图8a和8b所示装置的臂运动的循环中，第二连接点沿其运动的封闭线；图10是类似于图9的图，其中详细地表示实施传递装置的优选方式；以及图11a到11c表示在机械弹簧作用下在移动触点打开阶段过程中，实现积累释放的过剩能量的装置的方式。
具体实施例方式
首先参看示意性表示本发明原理的图1a到1c，可以非常示意性地看出控制装置1在控制循环过程的不同阶段，该控制循环是从想要驱动的移动触点(未图示)在其闭合位置的时刻开始，一直持续到所需移动触点达到其打开位置之后返回相同位置。因此，图1a同时表示循环的起始位置和结束位置，在循环中按顺序跟随的附图是1a、1b、1c、1a，等等。
控制装置1设计成装备电气开关设备，该电气开关设备具有适于置于闭合位置和打开位置的移动触点，例如，断路器、分离器或实际是接地装置。需要注意的是，本发明也涉及所述的开关设备。
为了执行控制移动触点的功能，装置1首先包括输出件2，例如是杆的形式，用于沿杆路径4的其自身轴线滑动。所述件2具有连接到移动触点的连接端2a，连接到致动臂的连接端2b。因此，应该注意的是，直接或间接连接到开关设备致动臂的末端2a能以往复运动方式沿件2的轴线运动，从而使其将直线输出运动传递到移动触点，如同示意性地双头箭头6a所示。
如上所述，装置1包括致动臂8，致动臂8具有以铰接方式装在件2的末端2b的第一连接点8a、和提供沿图1a到1c所示的闭合线L运动的特征的第二连接点8b。因此，第一点8a也适于在臂8的运动循环中被驱动沿件2的轴线往复运动，因为所述点直接连接到滑动安装件2的末端2b。
下面给出的两个优选实施例为第二连接点提供了实现闭合线的方案。但是，这些方案本质上不是限制性的。
装置1还包括伺服电机型的电机10、可以选择性被多个弹簧替代的机械弹簧12、以及设置在弹簧12和致动臂8之间的传递装置14。更具体地，传递装置14(例如以下类型链条、缆索、带子、皮带、嵌齿轮带、由铰接的杆构成的连杆、传动带、绳、纤维束等)具有以铰接方式装在第二连接点8b的第一端14a、以及与弹簧12一端协同作用的第二端14b。
在图1a到1c所示的优选例子中，弹簧12是按压缩工作的弹簧，其一端压靠装置1的静止件16，另一端压靠传递装置14的第二端14b，所述传递装置依次地穿过件16和弹簧12。
更具体地参考图1a，可以看出，臂8处于闭合位置，使与其直接连接的件2所处的位置是所述件的末端2a使移动触点到达闭合位置。需要注意的是，通过本领域一般技术人员公知的传统锁定装置(未图示)将移动触点牢固保持在其闭合位置。所述锁定装置可以是控制装置的一部分，或者是电气开关设备的一些其它部分。
在闭合位置，优选地臂8基本平行于方向6a，并且其第二连接点8b处于闭合线L的点P1，闭合线L优选地处于一个平面内，并且优选的形状基本是三角形。当然，也可以考虑到在闭合位置臂8相对方向6a倾斜的实施例。
另外，在所述闭合位置，机械弹簧12被压缩在件16和传递装置14的末端14b之间。
当开关设备收到打开移动触点的指令时，锁住移动触点的上述锁定装置松开。需要注意的是，所述锁定装置优选地直接作用于移动触点，即，尽可能接近贮存能量的位置，以便减少持续受到机械应力的零件数量。
在松开之后，启动打开移动触点的打开阶段，打开阶段是通过释放弹簧12的能量实现的。在此阶段，弹簧12促使传递装置的第二端14b离开静止件16，所述第二端整体地带动装置14以及致动臂8，致动臂8的第二连接点8b沿线L的第一部分跟随线L。
当移动触点到达其打开位置时，打开阶段结束，此时仅仅通过控制装置的特殊设计和特殊几何形状保持打开位置，而不使用锁定装置。接着，臂8处于图1b所示的打开位置，其中第二连接点8b定位在闭合线L的点P2，此点P2对应于所述线第一部分的极限。
优选地，为了操作可靠性，特别是为了电气开关设备的实用性，仅在机械弹簧12的作用下执行所述打开阶段，而不涉及电机10。用于保护电力传输和分配设施的电气开关设备必须甚至能在辅助能源失效的情况下工作。
接着，在移动触点打开阶段刚结束时，启动弹簧12再压缩阶段，使刚释放其能量的弹簧12再压缩，至少是部分再压缩。执行再压缩阶段是通过电机10按任何方式对臂8产生运动，从而其第二连接点8b沿线L的第二部分运动到其点P3，使得其第一连接点8a保持在使移动触点保证处于其打开位置的位置上，如图1c所示。也就是，在该再压缩阶段，第二点8b在线L的点P2和点P3之间运动，同时第一点8a、件2和移动触点基本保持在相同位置。
在再压缩弹簧12的再压缩阶段，传递装置14被第二连接点8b的运动带动，从而促使其末端14b靠近静止件16，由此通过所述弹簧的压缩使弹簧12中积累能量。
当开关设备接收到闭合移动触点的指令时，松开锁住移动触点的上述锁定装置，装置1启动闭合移动触点的闭合阶段，其中接通电机10，使其按任何方式驱动臂8，从而其第二连接点8b沿线L的第三部分运动，直到其达到上述点P1。
优选地，仅仅通过电机10提供的能量执行所述阶段，而没有来自弹簧12的能量。而且，在移动触点闭合阶段，优选地，机械弹簧12不积累任何额外的能量，因为先前的弹簧再压缩阶段已经使弹簧积累了足够的能量，用于执行随后的移动触点打开阶段。
结果，在移动触点闭合阶段过程中，此时臂8从其图1c所示的再压缩位置进入图1a所示的其闭合位置，传递装置14的末端14b保持静止，从而使静止件16和所述末端14b之间的空间保持不变。相反，另一端14a通过其铰接连接跟随臂8的第二点8b的运动。
优选地，线L大致形成三角形的三个上述部分构成所述三角形的三个边，因此可以将点P1、P2、P3认为是其顶点。需要注意的是，图1a到1c所示的三个部分的形状决不是限制性的。需要注意的是，点P2也可以替代地处于图1a到1c所示的点P2和P3之间，这不超出本发明的范围。
装置1也可以包括可以积累额外能量的装置，这些额外能量在机械弹簧作用下执行移动触点打开阶段过程中释放出来，这将在下面参考图11a到11c描述。因此，可以将所述的额外能量在再压缩所述弹簧的再压缩阶段过程中传递到所述机械弹簧，并且优选地在启动所述再压缩阶段的时刻。因此，通过电机传递的能量、以及所述额外装置传递的能量，例如以飞轮的形式，可以有利地执行压缩弹簧的所述再压缩阶段。
另外，需要注意的是，即使装置优选地设计成执行移动触点闭合阶段而机械弹簧不释放或积累能量，仍可以将装置设计成，在启动移动触点闭合阶段时，通过释放弹簧先前积累的部分能量、以及增加到电机传递的能量上的能量，弹簧起到加速第二连接点运动的功能。在移动触点闭合阶段结束时，当致动臂到达图1a所示的闭合位置附近时，通过弹簧的压缩，弹簧还起到制动功能，从而使其可以减小第二连接点的位移速度，以及整个致动臂的位移速度。
图2是将图1a到图1c的装置稍微改动的控制装置1的示意图，由此使其对移动触点传递旋转输出运动。实现本发明范围内的该方案可以通过，例如，将滑动安装的杆替换为绕静止轴20枢转安装的输出件2。所述输出件2可以具有第一分支，第一分支具有枢转连接在臂8的第一连接点8a的末端2b；以及第二分支，第二分支相对第一分支是角向倾斜偏离的，并具有用于连接到移动触点的末端2a。在图示的例子中，输出件2在其两个分支的接点处装在轴20上，从而可以将以所述轴20为中心的旋转输出运动传递到移动触点，如同示意性的双箭头6b所示。
图3和4a表示本发明控制装置1的第一优选实施例的第一变化，其中图3表示致动臂8在其闭合位置和打开位置之间的中间位置，图4a表示致动臂8在其闭合位置。
在第一优选实施例中，其特征之一是，致动臂的第二连接点8b是由适于在槽22中滑动的指状件构成的，槽22遵从闭合线L并处于装置1的静止体24中，所述静止体，例如，是平板形状。需要注意的是，此第一实施例属于一组可能的方案，其中致动臂8是由指状件构成的，指状件由静止体上实际形成的并遵从闭合线的路径引导，因此此路径在本例子中由槽形成，但其也可以是，结构上由一侧或两侧的引导件形成，或者由任何其它类似装置形成。
这样，指状件8b穿过槽22，同时布置成垂直于其形成的平面；并且优选地处于致动臂8的一个末端。因此，从图3可以更清楚地看出，指状件8b垂直于线L所处的平面。槽22或者设计成穿过平板24，或者仅穿出所述板的两个表面之一。
另外，在此例子中，传递装置14由缆索26或类似装置形成，其一端14a枢转地装在指状件8b，而其另一端(未标记)承载装置14的末端14b，末端14b支撑弹簧12的运动端。此外，装置14还优选地具有至少一个轮28(参见图4a)，其适当定位成使缆索26在弹簧12作用下持续保持张力。所述轮28的存在对于持续地拉紧缆索26不总是必需的，但其可以引导所述缆索，从而对于给定类型的电气开关设备，使所用的弹簧和电机尽可能小。
此第一优选实施例的另一个特征是，装置1具有由电机10驱动的控制杆，并且控制杆设计成与指状件8b接触，从而能将其从点P2移动到P3，并从P3移动到P1。
装置1具有第一控制杆30，第一控制杆30通过将其与电机输出连接的齿轮系统(未图示)由电机10驱动并能绕平行于指状件8b的轴32转动。如下所述，第一杆30设计成执行再压缩弹簧12的再压缩阶段。
按相同方式，装置1具有第二控制杆34，通过将其与电机输出连接的齿轮系统(未图示)由电机10驱动并能绕平行于指状件8b的轴36转动。同样如下所述，第二杆34设计成执行闭合移动触点的闭合阶段。
因此，可以理解的是，此方案可以使杆30、34在再压缩机械弹簧的再压缩阶段以及闭合移动触点的过程中同时运动。因此，杆30、34能同步运动，从而保证它们在每个操作循环中处于正确位置。但是，应该注意的是，可以使用驱动装置保证杆30和34异步运动。
更具体地参考图4a，可以看出，线L处于点P1和P2之间的第一部分是直线，并且更优选地平行于方向6a。
另外，分别位于P2和P3以及P3和P1之间的其它两个部分，优选的是凸出形状，其中每一段形成一段圆弧。
当指状件8b位于P1时，如图4a所示，致动臂8本身处于闭合位置，此时它平行于方向6a。还可以看出，致动臂8、缆索26和机械弹簧12的轴线38沿点P1和P2限定的方向对齐。因此，在通过释放弹簧12能量执行的整个移动触点打开阶段中保持上述对齐，由此特别可以用尽可能小的弹簧作用力达到所需的速度。在图4a到4d所示的非限制性优选例子中，轮28在打开阶段几乎没有作用，因为在其任一侧延伸的两段缆索基本保持对准。在另一种实施方式下(未图示)，例如，当弹簧12的轴线38与P1和P2限定的方向没有对齐时，上述对齐将仅涉及致动臂8和缆索26位于末端14a和轮28之间的部分，优选地也处于P1和P2形成的方向。
图4b表示打开阶段结束时的控制装置，即，当臂8到达其打开位置，其中其指状件8b处于形状大致为三角形的闭合线L的点P2。可以看出，在此阶段结束时，致动臂8、缆索26和机械弹簧12的轴线38仍沿点P1和P2限定的方向对齐。
接着，在移动触点打开阶段刚结束后，启动再压缩阶段，使先前已经释放了部分能量的弹簧12再压缩。此再压缩阶段是通过接通电机10执行的，从而使第一控制杆30枢转，直到其接触指状件8b，并且直到其推动所述指状件沿槽22滑动到线L的点P3。一旦再压缩阶段结束，杆30、34返回到原始位置，如图4c所示。在图4c中，可以看出，弹簧12实际上已经再次压缩，第一连接点8a未相对臂8处于图4b所示的打开位置时其占据的位置产生位移。当然，这可以在整个弹簧再压缩阶段使移动触点保持在打开位置。
在所述再压缩阶段之后，当开关设备收到闭合指令时，启动移动触点闭合阶段。执行此阶段是通过接通电机10，从而使第二控制杆34枢转，使其接触位于P3的指状件8b，从而它推动所述指状件直到所述指状件在槽22中滑动到达线L的点P1，如图4d所示。而且，当闭合阶段结束时，设计成平行于平板24和闭合线L运动的杆30、34返回其图4a所示的起始位置。在图4a中，可以看出，弹簧12保持在与图4c所示的再压缩阶段结束时其所处的压缩状态相同的压缩状态。
图5是本发明控制装置1的第一优选实施例的第二变化，表示致动臂8处于闭合位置，在电机(未图示)驱动的第二控制杆34通过接触将指状件8b沿槽22移动到闭合线L的点P1之后。
在此第二变化中，除了所示的传递装置14具有靠近P1并张紧缆索26的第二轮28，可以看出，线L在点P1和P2之间的第一部分在此例子中形成至少部分是凹下的部分。所述第一部分以基本直线区从P1开始，经过一段凹下区到达点P2。优选地，直线区与处于闭合位置的臂8对齐，如图5所示。另外，第二轮28所处的方式是，保证直线区与缆索26处于末端14a和所述第二轮28之间的部分在移动触点打开阶段共线。以这种方式，在打开阶段开始，所述轮28有利地使连接指状件8b的部分缆索26保持平行于所述指状件的路径。因此，更加容易达到移动触点所需的位移速度。
图5所示的更靠近弹簧12的另一个轮28可以使缆索26在再压缩弹簧12的再压缩阶段处于正确方向。
控制装置1的其它元件与上述第一变化给出的相同或相似。
再次注意，在此变化中，指状件8b全程都被结构上由槽22形成的路径的线L引导。虽然可以想像该路径实际上全部在静止体中形成，但也可以想像，如上所述，该路径结构上部分地不是在静止体上形成的。在这种情况下，在结构上未限定的部分路径上，例如，指状件8b由传递装置的特定位置以及相关的滑轮或轮引导沿该路径运动。
作为例子，在上面定义并称为“直线部分”的路径部分中，即，位于P1和第二轮28之间的部分，不必要提供任何的槽，因为指状件8b的路径是通过设计、以及通过传递装置和第二轮28的特定位置来形成。因此，可以形成在上述部分中断的槽22，由此可以在循环中移动触点的速度非常关键的特殊时刻，有利地使指状件8b避免任何与槽的磨擦。在这种情况下，指状件8b在到达P1时离开槽，在其经过第二轮28时重新进入槽。
需要注意的是，在点P2和P3之间也可以形成槽22的另一种中断，这也不超出本发明的范围。
图6a和6b是本发明控制装置1的第二优选实施例的第一变化，这两幅图都表示致动臂8处于其闭合位置。
在此第二优选实施例中，其特征之一是，提供齿轮系统，使致动臂8的第二连接点8b沿闭合线L(在图6a和6b中未图示)运动，从而不再像第一优选实施例一样需要结构上在静止板上形成一个路径。
齿轮系统包括半径R1和中心轴线44的静止内环42，以及半径R2的行星轮46，行星轮46外侧与所述环42啮合，并设置在与轴线44平行的中心轴线48上。另外，齿轮系统还具有行星轮保持器50，行星轮保持器50具有设置在中心轴线44上的旋转轴52，以及以自由旋转方式承载行星轮46的轴54。当然，轴54设置在轴线48上。
接着形成第二连接点8b，由可旋转地装在行星轮46上的指状件构成，所述指状件8b具有平行轴线48的中心轴线56，二者彼此间隔距离d1。
从图6b可以更清楚地看出，指状件8b装在行星轮46的一个面上，与之正交并且本质上是偏心的。按这种方式，可以理解的是，在齿轮系统运动时由指状件8b限定的闭合线L形成由以下方程系统定义的圆内旋轮线，其定义为参数“t”的函数x(t)＝(R1-R2)·cos(t)+d1·cos((-1+R1/R2)t)y(t)＝(R1-R2)·sin(t)-d1·sin((-1+R1/R2)t)此例子中的传递装置14也包括缆索26，其通过至少一个轮28在工作循环的所有阶段保持在张力下。缆索26的末端14a枢转地装在行星轮46上，因此可以相对枢转轴线58转动，枢转轴线58与行星轮46的中心轴线48平行，并与所述中心轴线间隔距离d2。从图6b可以看出，在此第二实施例的第一变化中，其中两根轴线56和58重合，具体是距离d1等于距离d2，末端14a在行星轮46和致动臂8之间枢转地装在指状件8b上。
缆索26的另一端(未标记)连接装置14的末端14b，此末端14b支撑弹簧12的运动末端，弹簧的另一末端由静止件16保持。但是，可以使用本领域一般技术人员公知的其它传递装置，例如以下类型带子、皮带、嵌齿轮带、由铰接的杆构成的连杆、传动带、绳、纤维束等。
在这种结构中，优选地，参数R1、R2、d1和d2按满足以下条件的方式设定R＝3·R2＝9·d1＝9·d2但是，优选地，比值R1/R2在0.3到0.4范围内。
这使指状件8b和轴线56跟随的闭合线L具有大致等边三角形的形状，此三角形具有圆滑的顶点以及略微凸出的侧边，如图7所示。在图7中，还可以看出，点P1、P2和P3位于三个上述顶点的相应一个上。
另外，更具体地参考图6a和6b，所述第二优选实施例的另一特征是，齿轮系统优选地包括齿轮60，齿轮60由电机10驱动，并按自由旋转方式装在旋转轴52上。所述齿轮60设计成机械连接到行星轮保持器50，从而使所述行星轮保持器在打开移动触点的打开阶段自由地绕其轴52转动，并且使所述行星轮保持器52在再压缩弹簧的再压缩阶段以及闭合移动触点的闭合阶段随之旋转。
为此，可以通过齿轮60中的圆形槽62实现机械连接，所述槽以轴线44为中心，并且仅在所述齿轮的一定角度扇形区内形成。
从图6b可以看出，槽62通过行星轮保持器的轴54，这表示轮60优选地以平行方式处于行星轮46和行星轮保持器50的臂64之间，臂64连接所述行星轮保持器的两个轴52和54。
其它类型的连接，或是机械的或是其它方式连接，当然可以替代上述连接，这不超出本发明的范围。
当指状件8b处于图6a所示的P1时，致动臂8处于闭合位置，此时平行于控制装置1的直线输出方向6a。另外，还可以看出，轴线44、48、56、58当然是平行的，并处于环42的同一径向平面中。但是，需要注意的是，此条件不是必需的，在臂8处于其闭合位置的这种结构中，传递装置14的轴58自然处于行星轮保持器50和指状件8b的轴线44、48和56形成的平面以外。
当开关设备收到打开移动触点的指令时，所述移动触点被相关的锁定装置释放，并且通过释放弹簧12的能量执行打开移动触点的打开阶段。
在打开阶段，弹簧12释放的能量导致传递装置14的末端14b运动，所述末端带动缆索26、指状件8b以及在圆形槽62中自由滑动的轴54。需要注意的是，轮60保持静止，因为此阶段不包括启动电机10。需要指出的是，当处于点P1时，指状件8b被接收在槽62两个末端的一个附近但在外侧，而当处于点P2时，指状件8b被接收在所述槽两个末端的另一个的附近，但仍在所述末端外侧。
如图7a所示，在打开阶段，行星轮46通过啮合环42绕其中心轴线48转动，而行星轮保持器50绕轴线44转动，从而使臂8朝图7b所示的打开位置运动，此时指状件8b处于P2。在此打开阶段，轴54自由地在保持静止的槽62中运动，此运动从槽62的一端到槽的另一端。
接着，在移动触点打开阶段刚结束后，启动再压缩阶段，使图7b所示长度的先前释放了至少部分能量的弹簧12再压缩。执行此再压缩阶段时接通电机10，从而使轮60转动，直到其圆形槽62的一个末端接触轴54，并推动所述轴直到指状件8b到达闭合线L的点P3。从图中可以清楚看出，所述的末端并不是在打开阶段结束时轴54占据的末端，而是在臂8处于闭合位置时所述轴54占据的相反末端。
如图7c所示，一旦再压缩阶段结束，则弹簧12被压缩，并且连接点8a相对于臂8在图7b所示打开位置时其所处的位置不发生移动。这自然使移动触点在再压缩弹簧的整个再压缩阶段保持在打开位置。
再压缩阶段之后，当开关设备收到闭合指令时，启动闭合移动触点的闭合阶段，此阶段是通过接通电机10进行的，由此一旦再次使轮60转动，使与轴54接触的槽62的末端再次推动所述轴，直到指状件8b到达点P1，如图6a所示。在图6a中，可以看出，弹簧12保持在与再压缩阶段结束时弹簧压缩状态相同的压缩状态，如图7c所示，表示致动臂8处于再压缩位置。
在正常操作模式下，即，在系统的所有零件处于工作顺序的操作模式下，在发出打开指令的同时，电机10驱动轮60。因此，轮60获得的动能在再压缩操作开始时被再次使用。但是，在打开阶段，被驱动运动的轮60没有参与或者没有非常明显地参与移动轴54，因此可以认为在同一阶段指状件8b仅在弹簧作用下运动，也没有间接地被运动的轮60驱动。
但在不超出本发明范围的情况下，可以在打开阶段开始时有利地使用电机作为弹簧12作用的补充，从而满足需要开关设备具有很短响应时间的某些应用的需求。在这种情况下，不使用电机将得到正常的响应时间。
同样在不超出本发明范围的情况下，可以有利地利用电机伺服控制移动触点在闭合阶段的位置、速度或加速度，伺服控制移动触点在打开阶段的位置、速度或加速度，和/或保证弹簧在限定时间内再压缩。
在一种退化操作模式中，伺服电机10不处于工作顺序，轮60也未被驱动。然而打开操作按如上所述进行，但没有随后的再压缩阶段。这在操作可靠性方面特别有优势，因为甚至可以在开关设备辅助电力失效的情况下执行打开操作。
图8a和8b是本发明控制装置1的第二优选实施例的第二变化，表示致动臂8处于其闭合位置。
在此第二变化中，可以看出相对第一变化的两个本质差别，第一是传递装置14的枢转轴线58和指状件8b的中心轴线56不再重合，而是彼此分离。因此，末端14a不再枢转地装在指状件8b上，而是装在指状件70上，指状件70安装成在行星轮46的一个面上自由转动，像指状件8b一样，但在同一行星轮的不同位置，并且优选地距离其中心的距离不同。
另外，另一差别在于，在打开位置，臂8的连接点8a处于指状件8b下面，从而臂8的起始位置与第一变化的出现的位置相反。更具体地，在打开位置，臂8的连接点8a位于连接点P1和P2的闭合线部分下面，如图8a和8b所示。
当指状件8b处于图8a所示的点P1时，致动臂8平行于控制装置1的直线输出方向6a。另外，还可以看出，四根轴线44、48、56、58不但分离和平行，而且处于环42的同一径向平面中。但是，需要注意的是，这个条件不是必需的，并且在臂8处于闭合位置的结构中，轴线56和58自然处于行星轮保持器50的轴线44和48形成的平面以外。
在此结构中，优选地，参数R1、R2、d1和d2按满足以下条件的方式设定R1＝3·R2＝3·d1R1＝3·R2＝9·d2这可以使指状件8b及其轴线56跟随的闭合线L形成大致等边三角形的形状，三角形的顶点由点P1、P2、P3构成，其侧边略微凸起，如图9所示。
这也使指状件70及其轴线58跟随的闭合线L’形成大致等边三角形的形状，三角形具有圆滑的顶点和略微凸起的侧边，也如图9所示。
控制装置1的其它元件与上面第一变化给出的相同或相似。
对于此第二实施例，也可以提供具有一个额外轮28的传递装置14，如图10所示。除了上面描述的轮以外提供的所述额外轮28，基本处于闭合线L的点P1和P2之间，在P1附近。按这种方式，在打开阶段开始，额外轮28有利地使缆索26处于指状件8b和所述轮28之间的部分保持基本平行于所述指状件8b的路径。因此，大大优化了在打开阶段开始过程中弹簧12输出的力传递到指状件8b。
图11a到11c表示将移动触点在机械弹簧作用下打开的打开阶段释放的多余能量积累/贮存的装置的一个优选实施例，所述装置设计成在所述弹簧再压缩的再压缩阶段将积累的多余能量传递到机械弹簧。当然，第二优选实施例所述的这种装置也可以用于第一优选实施例。
可以看出，能量恢复装置是基于飞轮，在此例子中，飞轮具有“马耳他(Maltese)十字轮”80的形状，可以自由地绕旋转轴线81转动。在不超出本发明范围的情况下，马耳他十字轮的惯性可以通过将其连接到绕同一旋转轴线81、或者可选择地绕其它轴线转动的其它飞轮(未图示)补充。
在一个优选实施例中，马耳他十字轮80具有整数个槽82，槽82沿径向延伸，并且足够宽，从而传动指状件83可以以最小的磨擦和优选地没有任何摇动地穿过其中。在第一实施例中，传动指状件83给出了与致动臂连接点8b相关的一条路径。对于第二实施例，传动指状件83是固定地垂直于行星轮46的圆柱轴，并且距离其中心48适当的距离。传动指状件83在马耳他十字轮80附近的路径84是凸起的形状，如图11a到11c的虚线所示。马耳他十字轮80的旋转轴81和直径设计成，传动指状件83优选地沿槽82的壁切向穿入和穿出槽82。另外，马耳他十字轮80与角向分度装置(未图示)相连，保证槽82在其接触传动指状件83时正确定位。
在打开阶段结束时，在移动触点到达打开位置之前，传动指状件83穿入槽82，如图11a所示，并启动马耳他十字轮80的转动，因此所述十字轮积累多余动能，即未直接用于将移动触点朝其打开位置移动的动能。在传动指状件83仍啮合在槽82中的同时，如图11b所示，马耳他十字轮80到达其旋转的最大速度。从此时开始，这也对应于打开阶段的结束以及再压缩阶段的开始，由于在打开阶段结束时的高速，十字轮将其动能通过传动指状件83和传递装置14传递到弹簧12。当指状件83退出槽82时，如图11c所示，在再压缩阶段中朝弹簧传递能量结束。马耳他十字轮80的旋转速度变为零，另一槽82处于再次接收指状件83的正确位置，用于在下一个工作循环中再次传递能量。
当然，本领域的一般技术人员可以对上述仅仅按非限制性例子给出的控制装置1做出不同修改。例如，控制装置1的设计方式可以是，其至少一些零件相对于与指状件8b在其上运动的平面平行的平面对称重复。
权利要求
1.一种控制电气开关设备的控制装置(1)，所述电气开关设备包括适于置于闭合位置和打开位置的移动触点，所述控制装置设计成移动所述移动触点，并包括电机(10)、机械弹簧(12)以及具有第一连接点(8a)和第二连接点(8b)的致动臂(8)，所述控制装置的特征在于，所述致动臂(8)适于处于闭合位置，以使移动触点置于其闭合位置，此时第二连接点(8b)位于点P1；所述致动臂(8)适于处于打开位置，以使移动触点置于其打开位置，此时第二连接点(8b)位于与点P1不同的点P2；以及所述致动臂(8)适于处于再压缩位置，此时第二连接点(8b)位于与点P2和P1不同的点P3，所述控制装置设计成使所述第二连接点(8b)沿包括所述点P1、P2和P3的闭合线(L)连续地运动-在打开移动触点的打开阶段，在所述机械弹簧(12)作用下，从点P1到点P2；-在再压缩机械弹簧(12)的再压缩阶段，在启动的电机(10)作用下，并在保持移动触点处于打开位置的同时，从点P2到点P3；以及-在闭合移动触点的闭合阶段，也在启动的电机(10)作用下，从点P3到点P1。
2.根据权利要求1所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置设计成，在闭合移动触点的所述闭合阶段，所述第二连接点(8b)从点P3运动到点P1，机械弹簧(12)中贮存的能量不变。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置(1)，其特征在于，所述闭合线(L)的形状大致为三角形。
4.根据权利要求3所述的控制装置(1)，其特征在于，闭合线(L)的形状大致为三角形，点P1、P2和P3构成所述三角形的顶点。
5.根据上述任一项权利要求所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置设计成，导致所述第二连接点(8b)从点P1运动到点P2的打开移动触点的所述打开阶段，是仅仅在机械弹簧(12)的作用下实现的、或者在电机(10)协助所述机械弹簧(12)的方式下实现的。
6.根据上述任一项权利要求所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置设计成将直线或旋转输出运动传递到移动触点。
7.根据上述任一项权利要求所述的控制装置(1)，其特征在于，所述电机(10)是伺服电机。
8.根据上述任一项权利要求所述的控制装置(1)，其特征在于，在所述闭合阶段移动触点的位置是相对于设定点被伺服控制的，所述设定点是时间的数学函数形式。
9.根据上述任一项权利要求所述的控制装置(1)，其特征在于，在所述闭合阶段移动触点的速度是相对于设定点被伺服控制的，所述设定点是时间的数学函数形式。
10.根据上述任一项权利要求所述的控制装置(1)，其特征在于，在所述闭合阶段移动触点的加速度是相对于设定点被伺服控制的，所述设定点是时间的数学函数形式。
11.根据上述任一项权利要求所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置还包括积累在机械弹簧(12)作用下打开移动触点的所述打开阶段释放的能量的装置，所述装置设计成在再压缩所述弹簧的所述再压缩阶段将所述积累的能量传递到所述机械弹簧(12)。
12.根据权利要求11所述的控制装置(1)，其特征在于，可以贮存多余能量的所述装置包括能在运动部分作用下转动的飞轮，所述飞轮是例如马耳他十字轮(80)。
13.根据上述任一项权利要求所述的控制装置(1)，其特征在于，致动臂(8)的所述第二连接点(8b)由指状件构成，所述指状件被沿至少部分地在静止体上实际形成的路径引导、并跟随所述闭合线(L)。
14.根据上述任一项权利要求所述的控制装置(1)，其特征在于，致动臂(8)的所述第二连接点(8b)由槽(22)引导的指状件构成，所述槽(22)沿所述闭合线(L)延伸并设置在静止体(24)上。
15.根据权利要求13或14所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置还包括设置在所述机械弹簧(12)和所述致动臂(8)之间的传递装置(14)，所述传递装置(14)枢转地连接到所述指状件(8b)上。
16.根据权利要求15所述的控制装置(1)，其特征在于，所述传递装置(14)是链条或缆索的形式，所述链条或缆索在致动臂运动时一直保持张紧。
17.根据权利要求16所述的控制装置(1)，其特征在于，所述传递装置(14)是链条或缆索的形式，所述链条或缆索在致动臂运动时通过至少一个轮子一直保持张紧。
18.根据权利要求13到19的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，限定在点P1和P2之间的封闭线(L)的所述部分至少部分地是直线形。
19.根据权利要求18所述的控制装置(1)，其特征在于，限定在点P1和P2之间的闭合线(L)的所述部分是直线形。
20.根据权利要求18或19所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置设计成，当第二连接点(8b)位于点P1时，致动臂(8)、传递装置(14)和所述机械弹簧(12)的轴线(38)对齐。
21.根据权利要求20所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置设计成，当第二连接点(8b)位于点P1时，致动臂(8)、传递装置(14)和所述机械弹簧(12)的轴线(38)沿点P1和P2限定的方向对齐。
22.根据权利要求13到17的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，限定在点P1和P2之间的闭合线(L)的所述部分是至少部分形状凹下的部分。
23.根据权利要求13到17的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，限定在点P1和P2之间的闭合线(L)的所述部分是至少部分形状凸起的部分。
24.根据权利要求13到23的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，分别限定在点P2和P3之间以及点P3和P1之间的闭合线(L)的两个部分是至少部分形状凸起的部分。
25.根据权利要求13到23的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，分别限定在点P2和P3之间以及点P3和P1之间的闭合线(L)的两个部分是至少部分形状凹下的部分。
26.根据权利要求13到25的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置还包括第一控制杆(30)，所述第一控制杆(30)由所述电机(10)驱动，使得通过接触所述指状件能使所述指状件(8b)从点P2运动到点P3。
27.根据权利要求13到26的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置还包括第二控制杆(34)，所述第二控制杆(34)由所述电机(10)驱动，使得通过接触所述指状件能使所述指状件(8b)从所述点P3运动到点P1。
28.根据权利要求26和27组合所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置设计成，在再压缩机械弹簧的再压缩阶段和在闭合移动触点的闭合阶段，所述电机(10)使所述第一和第二控制杆(30、34)同时运动。
29.根据权利要求26和27组合所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置设计成，分别在再压缩机械弹簧的再压缩阶段和在闭合移动触点的闭合阶段，所述电机(10)使所述第一和第二控制杆(30、34)独立运动。
30.根据权利要求1到12的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置还包括齿轮系统，所述齿轮系统具有半径R1的静止内环(42)、外侧与所述内环啮合的半径R2的行星轮(46)、以及旋转轴(52)设置在所述内环(42)的中心轴线(44)上的行星轮保持器(50)，所述致动臂(8)的所述第二连接点(8b)由可旋转地装在所述行星轮(46)上的指状件构成，所述行星轮的中心轴线(48)平行于指状件的中心轴线(56)并且与其间隔距离d1。
31.根据权利要求30所述的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置(1)还包括设置在所述机械弹簧(12)和所述致动臂(8)之间的传递装置(14)，所述传递装置枢转地连接到所述行星轮(46)上，从而能相对所述行星轮绕枢转轴线(58)枢转，所述枢转轴线(58)平行于行星轮(46)中心轴线(48)并且与其间隔距离d2。
32.根据权利要求31所述的控制装置(1)，其特征在于，所述传递装置(14)是在致动臂(8)运动时一直保持张紧的链条或缆索的形式。
33.根据权利要求32所述的控制装置(1)，其特征在于，所述传递装置(14)是在致动臂(8)运动时通过至少一个轮子一直保持张紧的链条或缆索的形式。
34.根据权利要求30到33的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，参数R1和R2设置成使它们满足以下条件(1)5＞R1/R2＞1
35.根据权利要求34所述的控制装置(1)，其特征在于，参数R1和R2设置成使它们满足以下条件(2)R1/R2＝3
36.根据权利要求31到35的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，所述传递装置(14)的所述枢转轴线(58)与指状件(8b)的所述中心轴线(56)重合，这表明参数d1和d2相等。
37.根据权利要求36所述的控制装置(1)，其特征在于，参数R1、R2和d1设置成使它们满足以下条件(3)2＞d1/R2＞0.2
38.根据权利要求37所述的控制装置(1)，其特征在于，参数R1、R2和d1设置成使它们满足以下条件(2)R1/R2＝3(4)d1/R2＝1/3
39.根据权利要求31到35的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，传递装置(14)的所述枢转轴线(58)和指状件(8b)的所述中心轴线(56)是不同的。
40.根据权利要求39所述的控制装置(1)，其特征在于，参数R1、R2、d1和d2设置成使它们满足以下条件(3)2＞d1/R2＞0.2(5)2＞d2/R2＞0.2
41.根据权利要求40所述的控制装置(1)，其特征在于，参数R1、R2、d1和d2设置成使它们满足以下条件(2)R1/R2＝3(6)d1/R2＝1(7)d2/R2＝1/3
42.根据权利要求30到41的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，所述齿轮系统还具有齿轮(60)，所述齿轮(60)由所述电机(10)驱动并可旋转地装在所述行星轮保持器(50)的所述旋转轴(52)上，所述齿轮机械地连接到所述行星轮保持器，使所述行星轮保持器在打开移动触点的打开阶段绕其轴自由地转动，在打开阶段所述指状件(8b)在机械弹簧(12)的作用下从点P1运动到点P2，以及在再压缩弹簧的再压缩阶段和在闭合移动触点的闭合阶段，在启动的电机(10)作用下使所述行星轮保持器(50)与所述齿轮一起转动，从而导致使所述齿轮(60)旋转，在再压缩阶段和闭合阶段指状件(8b)分别从点P2运动到P3以及从点P3运动到P1。
43.根据权利要求42所述的控制装置(1)，其特征在于，通过设置在所述齿轮角向扇形区上并且由行星轮保持器的轴(54)穿过的圆形槽(62)，所述齿轮(60)机械地连接到所述行星轮保持器(50)上，所述轴以自由转动方式装有所述行星轮(46)并设置在所述行星轮的中心轴线(48)上。
44.根据权利要求30到43的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，电机(10)设计成在打开阶段协助弹簧(12)。
45.根据权利要求30到44的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，电机(10)设计成仅在打开阶段的一部分协助弹簧(12)。
46.根据权利要求30到45的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，电机(10)设计成协助弹簧(12)，并且在打开阶段可伺服控制移动触点相对设定点的位置，所述设定点是时间的数学函数形式。
47.根据权利要求30到46的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，电机(10)设计成协助弹簧(12)，并且在打开阶段可伺服控制移动触点相对设定点的速度，所述设定点是时间的数学函数形式。
48.根据权利要求30到47的任一项所述的控制装置(1)，其特征在于，电机(10)设计成协助弹簧(12)，并且在打开阶段可伺服控制移动触点相对设定点的加速度，所述设定点是时间的数字函数形式。
49.一种具有移动触点的电气开关设备，所述移动触点适于处于闭合位置和打开位置，所述电气开关设备的特征在于包括根据上述任一项权利要求所述的控制装置。
50.一种控制电气开关设备的方法，所述方法的特征在于所述方法是通过根据权利要求1到48的任一项所述的控制装置实施的，所述方法包括以下连续的步骤-在所述机械弹簧(12)作用下，从点P1到点P2，打开移动触点；-在启动的电机(10)作用下，并在保持移动触点处于打开位置时，从点P2到点P3，再压缩机械弹簧(12)；以及-也在启动的电机(10)作用下，从点P3到点P1，闭合移动触点。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制电气开关设备的控制装置，控制装置包括具有连接点(8b)的致动臂(8)，所述连接点(8b)适于沿着包括P1、P2和P3的闭合线(L)运动在打开移动触点的打开阶段，在所述机械弹簧(12)作用下，从点P1到点P2；在再压缩机械弹簧(12)的再压缩阶段，在启动的电机(10)作用下，并且同时保持移动触点处于打开位置，从点P2到点P3；以及在闭合移动触点的闭合阶段，也在启动的电机(10)作用下，从点P3到点P1。
文档编号H01H3/38GK101013633SQ200610169040
公开日2007年8月8日 申请日期2006年12月19日 优先权日2005年12月20日
发明者沃尔夫冈·格里斯哈伯, 让-皮埃尔·迪普拉, 奥利维耶·格雷容, 阿兰·方热, 格扎维埃·阿莱尔, 米歇尔·科莱 申请人:阿雷瓦T&D股份公司