CN101308734A - 使两部件形成或脱离接触的操作装置和包括其的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动两部件形成接触或脱离接触的操作装置，包括相对于框架以铰接方式连接的操作轴，其能被驱动而在对应两部件接触位置的第一位置和对应两部件的称为分离位置的第二位置之间旋转；压缩弹簧，其能被操作轴压缩且在解压缩时能作用在可移动件上，使得可移动件进入与固定件的接触位置；和分离两部件的装置，其使两部件移动到分离位置，弹簧通过其称为第一端的端部与操作轴一起操作，且通过其称为第二端的另一端部与可移动件一起操作。该操作装置特征在于包括传动装置，以在弹簧解压缩时，将弹簧的第一端施加到操作轴的力传递到可移动件，使得可移动件受到由弹簧两端分别施加的两个力，对应这两个力的合力确保两部件之间牢固固定。

Description

使两部件形成或脱离接触的操作装置和包括其的电子设备

技术领域

本发明涉及一种用于移动两个部件形成接触或脱离接触的操作装置，这些部件中的至少一个可相对于另一个移动，该操作装置包括：相对于框架以铰接的方式连接的操作轴，所述操作轴能被驱动在第一位置和第二位置之间旋转，该第一位置对应于两个部件的接触位置，且该第二位置对应于两个部件的称为分离位置的位置；压缩弹簧，该压缩弹簧能被所述操作轴压缩，且在解压缩时能作用在可移动件上，以此方式使得所述可移动件进入与固定件的接触位置；和用于分离该两个部件的装置，该装置能使上述两个部件移动到上述分离位置，所述弹簧通过其称为第一端的一个端部与操作轴一起操作，且能通过其称为第二端的另一端部与可移动件一起操作。

背景技术

上述类型的操作装置已知描述于文献FR2609839，该装置进行分离或接地控制。该装置包括操作轴，该操作轴相对于框架旋转地安装且以铰接的方式连接到弹簧系统的一个端部，弹簧系统的相反端以铰接的方式连接到输出轴，该输出轴以铰接的方式连接到所述框架且控制可移动件的运动。

在该装置中，接地是通过旋转操作轴使得弹簧压缩直至经过死点而进行。在弹簧的作用下，操作轴继续其旋转转过一些角度，从而通过连杆的方式松开闭锁滚轮。当该滚轮由此被松开时，输出轴由于弹簧的作用而旋转，且导致触点的分离。在输出轴的旋转期间，输出轴驱动闭锁滚轮直至其接触在挡止件上。

接地分离是通过操作轴的反向旋转实现的。连杆则驱动滚轮，其反过来驱动输出轴。

在这种类型的机构中，驱动弹簧的力随其行进而减小。为了在接触完成时获得较大的力，不得不安装强力弹簧，或者使用靠近死点的杆系统，该系统要求良好的尺寸控制和由此导致的调整装置。

另外，在弹簧的压缩期间，输出轴必须通过滚轮形式的锁闭系统而保持就位，且一旦弹簧压缩就被松开。

发明内容

本发明涉及一种简单设计的用于移动两个部件形成彼此接触或脱离接触的操作装置，该操作装置能够使两部件以与操作者无关的速度接触，并且确保大的接触压力。

为此，本发明的目的是提供一种操作装置，用于移动两个部件形成上述类型的接触和脱离该接触，该装置的特征在于其包括传动装置，在弹簧解压缩时，该传动装置把弹簧的第一端施加的力传递到可移动件，使得所述可移动件受到分别由弹簧的两端施加的两个力，对应这两个力的两个力合力确保上述两个部件之间的牢固固定。

根据本发明的特别实施例，这些传动装置包括驱动杆，该驱动杆以铰接的方式通过其称为第一端的一个端部连接到操作轴，且通过其称为第二端的相反端部连接到可移动件。

根据本发明的特殊实施例，操作轴包括设置在框架上的铰接轴线的各侧上的两个端部，弹簧通过其称为第一端的一个端部以铰接的方式连接到操作轴的称为第二端的一个端部，且通过其称为第二端的端部以铰接的方式连接到可移动件。

根据另一特殊特征，一方面框架上的操作轴的铰接轴线和另一方面操作轴上的杆的铰接轴线的分开距离大致对应于框架上的轴的铰接轴线和所述操作轴上的弹簧的第一端的铰接轴线的分开距离。

根据另一特征，操作轴、杆和弹簧的尺寸使得在固定件和可移动件接触时杠杆力臂的渐变能补偿弹簧伸长时弹簧的力的减小，使得恒定的力作用于动触点。

根据另一特征，上述设备可获得三个稳定位置，即：闭合平衡位置，其中部件接触且弹簧处于部分压缩位置；打开平衡位置，其中部件是分开的且弹簧处于完全压缩位置；和死点行程位置，其中部件是分开的，并且操作轴上的杆的、操作轴上的弹簧的、动触点上的弹簧的三个各自的铰接轴线对齐，在该位置中，弹簧传递的力的方向使得没有扭矩作用于操作轴，并且越过该位置，弹簧开始驱动且移动操作轴和动触点。

根据另一特征，操作轴包括挡止器，该挡止件设计成与杆一起操作，以在打开操作之后限制操作轴的旋转行程超过死点行程位置。

本发明的另一目的是提供一种电保护设备，其包括静触点和动触点，动触点由操作装置控制，该操作装置包括上述单个特征或多个组合特征。

根据本发明的特殊特征，动触点是接地触点。

根据特殊特征，其为具有接通能力的接地开关。

附图说明

本发明的其它优点和特征将从下面的详细描述中可更加清楚，该描述参考仅用于示例目的的附图，其中：

图1是处于触点的打开位置的本发明电子设备的操作装置的部分侧视图；

图2是前一视图的相同视图，其中装置处于不稳定平衡位置；

图3是前面视图的相同视图，其中装置处于闭合平衡位置；

图4是前面视图的相同视图，其中装置处于图2中的所述不稳定平衡位置和图3中的闭合平衡位置之间的中间位置；和

图5是示出弹簧施加在动触点上的以DaN表示的驱动力E相对于动触点的以mm表示的行程C的视图。

具体实施方式

在图1-4中，根据本发明的接地开关的触点的操作装置O包括操作轴1，该操作轴1以铰接的方式沿轴线X连接到框架2。该操作轴还通过其一个端部1a以铰接的方式(在Y上)连接到驱动杆3的一个端部3a，且通过其相反端部1b(Z)连接到压缩弹簧4。该驱动杆3和压缩弹簧4通过它们的其它端部3b、4b以铰接的方式彼此连接，并连接到连接轴U，该连接轴U以铰接的方式一方面连接到动触点6且另一方面连接到导向杆7，导向杆7也以铰接的方式连接到框架。静触点5刚性地连接到框架，以抵抗两个触点5、6处于闭合位置的保持力。

该装置具有两个稳定平衡位置和一不稳定平衡位置。第一稳定平衡位置是图1所示的打开位置。在该位置，驱动杆3被阻止顶靠着打开挡止件8，该挡止件8牢固地固定到操作轴1。

第二稳定平衡位置是图3所示的闭合位置。在该位置，动触点的移动被静触点形成的挡止件阻止。

图2所示的不稳定平衡位置是三个铰接轴线对齐的位置，这三个铰接轴线分别为轴1上的杆3的铰接轴线Y、弹簧4上的轴1的铰接轴线Z和动触点6上的杆3的铰接轴线U。在称为死行程位置(dead mort passage position)的该位置中，弹簧传递的力的方向使得没有扭矩作用到操作轴。该组件可由此旋转到打开位置或闭合位置。

在这两个旋转相位期间，如下面所述，由于压缩弹簧的作用，该机构以自发的方式操作。

在该机构的自发操作期间，操作轴经受由两个力施加的扭矩，这两个力根据弹簧的长度和根据杠杆力臂D1’、D2’的渐变而变化(图4)。称为F1的第一力由弹簧4的底端4b直接施加，且通过驱动杆3传递到操作轴1。称为F2的第二力是由于弹簧4的顶端4a传递给操作轴1的力。该第二力F2借助于两个杠杆力臂D1和D2沿F3的方向再传递到动触点6。

当系统离开死点行程位置时，施加在操作轴上的扭矩倾向于使得操作轴逆时针旋转到达闭合位置或顺时针旋转到达打开位置。

为了使触点从图1所示的打开位置闭合，由此必须施加外部作用来驱动操作轴逆时针旋转，直至经过死点行程线，如图2所示的位置。一旦经过此对齐，弹簧4开始其驱动作用，并且驱动轴1仍沿相同的方向旋转，直至完成触点的闭合(图3)。这是通过弹簧的解压缩实现的，该弹簧通过其两个相反端部4a、4b分别施加两个力，F1作用在动触点6上和操作轴上，而F2作用在操作轴1上且通过杆3再传递到动触点。

相反地，为了把触点从图3所示的闭合位置打开，必须施加外部作用，以使得操作轴1旋转，直至其移动越过图2所示的死点位置。在该位置，弹簧处于最大压缩状态。一旦经过该位置，弹簧开始驱动，并通过解压缩驱动操作轴旋转直至打开挡止件8与该杆接触，如图1所示。

对图3的闭合平衡位置的分析显示该装置一方面直接施加弹簧4的底端的力F1到动触点6，且另一方面通过操作轴1和驱动杆3传递力F2到动触点6。施加到动触点的合力R由此大约是弹簧4的第一端部4a提供的力的两倍。

而且，在如图5所示的最后三分之二行程期间，无论静触点5的位置如何，合力R的数值变化非常小。杠杆力臂D1’和D2’的变化实际上补偿了当弹簧伸长时弹簧的力的减小。力F1和F2减小地越多，力F3增加地越多。

借助于本发明，可实现一种操作装置，由此动触点可被以与操作者无关的速度移动到与静触点抵靠的位置。在运动的末端，由于弹簧的压缩，该装置确保较高的接触压力，以使得电流流动。该系统通过在压缩弹簧的作用下，使得驱动杆接触形成操作轴的挡止件的一部分而保持在打开位置。

利用弹簧装置的两个端部的力，可使用小力量(大约为要获得的接触力的一半)的弹簧。

当闭合触点时，由于在最后三分之二行程上，杠杆力臂的渐变补偿弹簧的力的减小，导致传递给触点的力在较大行程上保持恒定。

由于力不随行程变化，确保了相同的力的水平，而无论触点是否被腐蚀、压紧、蠕变、行程损失等。

由于力不随行程变化，不需要触点挤压装置或进入接触位置的调整装置。

该装置能够使得部件的数量最少，而使组件最紧凑，并导致较低的生产成本。

该原理在行程的终点处(例如，端到端接触)需要较大力时，可很好地适用于驱动触点，或用于需要整个行程的所有触点，以补偿磨损、压紧等。

其可应用于所有无中断能力的电气场合，特别是断路器类型。

该原理可被使用以简单地施加保持力(如折边)，或夹紧力以把多个部件保持在一起。

其还较好地适于所有具有中断能力的接地开关场合。

对于其它应用，其可与轴结合，以把线性输出运动转换为旋转运动。凸轮系统还可与其关联，以适于传递力到特殊要求的地方。

如果操作轴和驱动杆没有牢固地彼此连接，其还可用于所有开关场合，或甚至用于具有用于跳闸的闭锁装置的电路断路器。

自然地本发明不限于图示和说明的实施例，其仅为示例的目的而给出。

相反，本发明可延伸到涵盖根据本发明的构思而实现的那些装置的技术等同物和其组合。

Claims (10)

1.一种用于移动两个部件形成接触或脱离接触的操作装置，这些部件中的至少一个能够相对于另一个移动，所述操作装置包括：相对于框架以铰接的方式连接的操作轴，所述操作轴能被驱动而在第一位置和第二位置之间旋转，所述第一位置对应于所述两个部件的接触位置，并且所述第二位置对应于所述两个部件的称为分离位置的位置；压缩弹簧，该压缩弹簧能被所述操作轴压缩，且在解压缩时能作用在可移动件上，以此方式使得所述可移动件进入与固定件的接触位置；和用于分离所述两个部件的装置，该装置使上述两个部件移动到上述分离位置，所述弹簧通过其称为第一端的一个端部与所述操作轴一起操作，且通过其称为第二端的另一端部与所述可移动件一起操作，其特征在于：所述操作装置包括传动装置(1、3)，以在所述弹簧(4)解压缩时，将所述弹簧(4)的第一端(4a)施加到所述操作轴(1)的力传递到所述可移动件(6)，使得所述可移动件(6)受到由所述弹簧(4)的两端(4a、4b)分别施加的两个力，对应这两个力的两个力F1、F2的合力确保上述两个部件(5、6)之间的牢固固定。

2.如权利要求1所述的操作装置，其特征在于：所述传动装置包括驱动杆(3)，所述驱动杆以铰接的方式经由其称为第一端的一个端部(3a)连接到所述操作轴(1)，且经由其称为第二端的相反端部(3b)连接到所述可移动件(6)。

3.如权利要求2所述的操作装置，其特征在于：所述操作轴(1)包括设置在所述框架上的铰接轴线X的各侧上的两个端部(1a、1b)，所述弹簧(4)经由其称为第一端(4a)的端部以铰接的方式连接到所述操作轴的称为第二端的一个端部(1b)，且经由其称为第二端(4b)的端部以铰接的方式连接到所述可移动件(6)。

4.如权利要求3所述的操作装置，其特征在于：一方面所述框架(2)上的所述操作轴(1)的铰接轴线X和另一方面所述操作轴(1)上的所述杆(3)的铰接轴线Y的分开距离大致对应于所述框架(2)上的所述轴(1)的铰接轴线X和所述操作轴(1)上的所述弹簧(4)的第一端(4a)的铰接轴线的分开距离。

5.如权利要求2至4中任一项所述的操作装置，其特征在于：所述操作轴(1)、杆(3)和弹簧(4)的尺寸使得在所述固定件和可移动件(5、6)接触时，杠杆力臂D1’和D2’的渐变能补偿所述弹簧(4)伸长时所述弹簧(4)的力的减小，使得恒定的力作用于所述可移动件(6)。

6.如权利要求3至5中任一项所述的操作装置，其特征在于：上述装置可获得三个稳定位置，即：闭合平衡位置，其中所述部件(5、6)接触且所述弹簧(4)处于部分压缩位置；打开平衡位置，其中所述部件(5、6)是分开的且所述弹簧(4)处于完全压缩位置；和死点行程位置，其中所述部件(5、6)是分开的，并且所述操作轴(1)上的杆(3)的铰接轴线Y、所述操作轴(1)上的弹簧(4)的铰接轴线Z、所述可移动件(6)上的弹簧(4)的铰接轴线U这三个铰接轴线分别对齐，在该位置中，所述弹簧(4)传递力的方向使得没有扭矩作用于所述操作轴(1)，并且越过该位置，所述弹簧(4)开始驱动且移动所述操作轴(1)和可移动件(6)。

7.如权利要求2至6中任一项所述的操作装置，其特征在于：所述操作轴(1)包括挡止件(8)，所述挡止件设计成与所述杆(3)一起操作，以在打开操作之后限制所述操作轴(1)超过所述死点行程位置的旋转行程。

8.一种电气保护设备，包括静触点(5)和动触点(6)，所述动触点(6)由根据前述任一项权利要求所述的操作装置D控制。

9.如权利要求8所述的电气保护设备，其特征在于：所述动触点(6)是接地触点。

10.如权利要求9所述的电气保护设备，其特征在于：其为具有接通能力的接地开关。

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