本發(fā)明以一種帶有觸頭系統(tǒng)(kontaktsystem，有時(shí)稱為接觸系統(tǒng))的切換裝置為出發(fā)點(diǎn)，該觸頭系統(tǒng)包括設(shè)有固定的觸頭件(kontaktstück，有時(shí)稱為接觸件)的固定觸頭托架和設(shè)有可動(dòng)的觸頭件的可動(dòng)的觸頭托架，并且該觸頭系統(tǒng)具有用于斷開或閉合由固定的和可動(dòng)的觸頭件形成的觸頭部位(kontaktstelle，有時(shí)稱為觸點(diǎn)/接觸部位)的操縱設(shè)備，其中在觸頭部位閉合時(shí)觸頭件在接觸力的作用下彼此壓靠，其中觸頭系統(tǒng)包括帶有載荷臂、力臂以及支點(diǎn)的杠桿并且可動(dòng)的觸頭托架構(gòu)造為杠桿的載荷臂，其中接觸力作為由載荷臂施加的載荷力產(chǎn)生。

背景技術(shù)：

這樣的切換裝置例如是線路保護(hù)開關(guān)、馬達(dá)保護(hù)開關(guān)、接觸器(schütz)或諸如此類。文件de102013017381a1示出了一種線路保護(hù)開關(guān)，在該線路保護(hù)開關(guān)中接觸壓力彈簧推壓可動(dòng)的觸頭杠桿(kontakthebel，有時(shí)稱為接觸杠桿)抵靠固定的觸頭件，接觸壓力彈簧在可動(dòng)的觸頭杠桿處的作用點(diǎn)是確定的。為了斷開觸頭部位必須借助于操縱力克服接觸壓力。那么文件de3737539c2也示出了帶有觸頭橋(kontaktbrücke，有時(shí)稱為接觸橋)的馬達(dá)保護(hù)開關(guān)，接觸彈簧對(duì)該觸頭橋起作用以用于閉合觸頭部位，其中在此為了斷開觸頭部位也必須由操縱設(shè)備施加大于接觸壓力的力。

在現(xiàn)在已知的切換裝置中接觸力通常通過操縱設(shè)備在操縱期間被構(gòu)建，該接觸力從在觸頭斷開時(shí)的值0增加到在觸頭部位閉合時(shí)的可通過設(shè)計(jì)接觸壓力彈簧而預(yù)設(shè)的值x。為此通常需要大于產(chǎn)生的接觸力的操縱力。尤其在利用電操縱的切換裝置中例如在接觸器或繼電器中通過操縱力的程度確定了磁驅(qū)動(dòng)裝置的布局和尺寸。

如果在已知的切換裝置中需要大的接觸力，則因此關(guān)聯(lián)了大的操縱力并且因此體積龐大的驅(qū)動(dòng)裝置變得必要，該驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)切換裝置的結(jié)構(gòu)尺寸和花費(fèi)產(chǎn)生影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的任務(wù)在于，創(chuàng)造一種切換裝置，在該切換裝置中能夠利用小于待產(chǎn)生的接觸力的操縱力驅(qū)動(dòng)觸頭系統(tǒng)。

該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過帶有權(quán)利要求1的特征的切換裝置解決。

根據(jù)本發(fā)明觸頭系統(tǒng)包括元件，該元件產(chǎn)生作用于杠桿上的、起運(yùn)動(dòng)作用的力，其中力臂的長(zhǎng)度通過支點(diǎn)與產(chǎn)生起運(yùn)動(dòng)作用的力的元件在杠桿處的作用點(diǎn)的距離而確定，并且操縱設(shè)備與產(chǎn)生起運(yùn)動(dòng)作用的力的元件處于有效連接(wirkverbindung，有時(shí)稱為作用連接)中并且將使起運(yùn)動(dòng)作用的力在杠桿處的作用點(diǎn)移位且因此改變力臂的長(zhǎng)度的操縱力施加到產(chǎn)生起運(yùn)動(dòng)作用的力的元件上。

解決本任務(wù)在于這樣的想法，即在裝配裝置期間已經(jīng)產(chǎn)生壓入的(eingepr?gt，有時(shí)稱為施壓的)力(即作用于杠桿上的、起運(yùn)動(dòng)作用的力)，該力然后在操縱期間僅僅移位或轉(zhuǎn)動(dòng)。通過使壓入的力(即作用于杠桿、起運(yùn)動(dòng)作用的力)的作用點(diǎn)移位或轉(zhuǎn)動(dòng)，改變了力臂的長(zhǎng)度，因此也改變了杠桿的傳動(dòng)比。杠桿的傳動(dòng)比眾所周知地與起運(yùn)動(dòng)作用的力成比例地確定了載荷力的數(shù)值。在根據(jù)本發(fā)明的切換裝置中為了閉合觸頭部位壓入的力的作用點(diǎn)能夠被移位到在杠桿處的這樣的部位處，即使得載荷力并且因此接觸壓力變大，而為了斷開觸頭部位壓入的力的作用點(diǎn)能夠被移位到這樣的部位處，即使得接觸壓力僅僅就較小并且因此能夠容易地被克服。操縱設(shè)備現(xiàn)在僅僅還必須施加用于使壓入的力的作用點(diǎn)移位的必要的力，并且該力顯著地小于為了克服接觸壓力所必要的力。為此現(xiàn)在更小的磁驅(qū)動(dòng)裝置足夠，這使得用于驅(qū)動(dòng)裝置的更小的結(jié)構(gòu)尺寸以及因此更小的花費(fèi)成為可能。最終根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了，切換機(jī)構(gòu)能夠利用明顯地小于待產(chǎn)生的接觸力的操縱力驅(qū)動(dòng)。

在結(jié)構(gòu)上這能夠以不同的方式解決。根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式產(chǎn)生起運(yùn)動(dòng)作用的力的元件在固定在殼體處的支座和可動(dòng)的觸頭杠桿之間起作用并且起運(yùn)動(dòng)作用的力在支座和可動(dòng)的觸頭杠桿處的作用點(diǎn)以可借助于操縱設(shè)備平行于可動(dòng)的觸頭托架移位的方式被支承。這意味著，壓入的力在支座和可動(dòng)的觸頭杠桿之間產(chǎn)生并且在操縱時(shí)沿可動(dòng)的觸頭杠桿平行地被移位。在此壓入的力不改變，而是僅僅必須克服摩擦力。

當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式形成起運(yùn)動(dòng)作用的力在支座處的作用點(diǎn)的支架通過滾子形成時(shí)，實(shí)現(xiàn)了用于優(yōu)化的特別的設(shè)計(jì)方案可能性。另外有利的是，形成起運(yùn)動(dòng)作用的力在支座處的作用點(diǎn)的支架合適地被潤(rùn)滑。

根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式形成起運(yùn)動(dòng)作用的力在支座處的作用點(diǎn)的支架通過滑板形成。

根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式形成起運(yùn)動(dòng)作用的力在支座處的作用點(diǎn)的支架利用滾珠軸承形成。

本發(fā)明的另一有利的設(shè)計(jì)方案可能性設(shè)置成，產(chǎn)生起運(yùn)動(dòng)作用的力的元件以圍繞固定在殼體處的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)可擺動(dòng)的方式被支承，觸頭杠桿具有彎曲的區(qū)段，起運(yùn)動(dòng)作用的力在杠桿處的作用點(diǎn)位于彎曲的區(qū)段的區(qū)域中并且能夠借助于操縱設(shè)備以在彎曲的區(qū)段的表面輪廓處支撐的方式擺動(dòng)。在此壓入的力通過固定的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)沿可動(dòng)的觸頭的彎曲的部分轉(zhuǎn)動(dòng)。

根據(jù)有利的實(shí)施方式在可動(dòng)的觸頭杠桿的背離可動(dòng)的觸頭件的端部處形成有成角的或彎曲的端部件，并且為了斷開觸頭部位操縱設(shè)備將產(chǎn)生起運(yùn)動(dòng)作用的力的元件在杠桿處的作用點(diǎn)移位到成角的或彎曲的端部件的區(qū)域中。成角的或彎曲的端部件用作杠桿臂，借助于該杠桿臂在產(chǎn)生起運(yùn)動(dòng)作用的力的元件的影響下可動(dòng)的觸頭杠桿主動(dòng)地在斷開方向上擺動(dòng)。

附圖說明

另外的實(shí)施方式以及與這些以及另外的實(shí)施方式相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)中的一些通過隨后的詳細(xì)的參考附圖進(jìn)行的描述變得明顯并且可更好地理解。圖僅僅是本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施方式的示意性的圖示。

圖1示意性地且示范性地示出了根據(jù)本發(fā)明的切換裝置的第一實(shí)施方式，

圖2a示意性地且示范性地示出了在觸頭部位閉合時(shí)的根據(jù)本發(fā)明的切換裝置的第二實(shí)施方式，

圖2b示意性地且示范性地示出了在觸頭部位斷開時(shí)的根據(jù)本發(fā)明的切換裝置的第二實(shí)施方式。

在圖中相同的或起相同作用的部件或組件標(biāo)有同樣的參考標(biāo)號(hào)。

參考符號(hào)列表

1切換裝置

1'切換裝置

2固定的觸頭件

2'固定的觸頭件

3固定觸頭托架

3'固定觸頭托架

4可動(dòng)的觸頭件

4'可動(dòng)的觸頭件

5可動(dòng)的觸頭托架

6操縱設(shè)備

6'操縱設(shè)備

7支點(diǎn)

8產(chǎn)生起運(yùn)動(dòng)作用的力的元件

8'產(chǎn)生起運(yùn)動(dòng)作用的力的元件

9作用點(diǎn)

9'作用點(diǎn)

10固定在殼體處的支座

11固定在殼體處的支架

12起運(yùn)動(dòng)作用的力f1在支座處的作用點(diǎn)

13起運(yùn)動(dòng)作用的力f1的力f1在可動(dòng)的觸頭托架處的作用點(diǎn)

14滑板

15滾子

16固定在殼體處的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)

17彎曲的區(qū)段

18端部件

18'端部件

19接入端子(zugangsklemme，有時(shí)稱為接近端子)

20接入端子

21線路

22線路

f1起運(yùn)動(dòng)作用的力

f2接觸力

f3操縱力

a1力臂

a2載荷臂。

具體實(shí)施方式

圖1示意性地且示例性地示出了帶有絕緣材料殼體的切換裝置1。在切換裝置1中在兩個(gè)接入端子19,20之間伸延有電流通路(strompfad)。該電流通路能夠在觸頭部位處中斷和閉合。觸頭部位利用固定的觸頭件2和可動(dòng)的觸頭件4形成。固定的觸頭件2安置在固定觸頭托架3處。固定觸頭托架3通過線路21與接入端子19處于電的連接中。可動(dòng)的觸頭件4固定在可動(dòng)的觸頭托架5處?？蓜?dòng)的觸頭托架5通過線路22與接入端子20處于電的連接中。

可動(dòng)的觸頭托架5構(gòu)造為杠桿的載荷臂a2?？蓜?dòng)的觸頭件4位于載荷臂a2的在圖1中的左側(cè)的端部處。載荷臂a2利用其右側(cè)的端部安放在固定在殼體處的支架11處。在固定在殼體處的支架11處形成有杠桿的支點(diǎn)7，杠桿能夠圍繞該支點(diǎn)7擺動(dòng)。杠桿為單臂杠桿。固定在殼體處的支座12位于固定在殼體處的支架11對(duì)面。這是一種縱向延伸的、以固定在殼體處的方式安置的梁，該梁利用其縱向延伸方向近似平行于杠桿(即可動(dòng)的觸頭托架5)延伸。

圓柱壓力彈簧8在固定在殼體處的支座10和可動(dòng)的觸頭托架5之間起作用。圓柱壓力彈簧8在此僅僅示例性地表示產(chǎn)生起運(yùn)動(dòng)作用的力的元件，一種促使在固定在殼體處的支座10和可動(dòng)的觸頭托架5之間的起復(fù)位作用的彈性力的元件。圓柱壓力彈簧具有在固定在殼體處的支座10處的作用點(diǎn)12以及在可動(dòng)的觸頭托架5處的作用點(diǎn)13。圓柱壓力彈簧8推壓可動(dòng)的觸頭托架5并且因此推壓可動(dòng)的觸頭件4抵靠固定的觸頭件2。

圓柱壓力彈簧8能夠平行于可動(dòng)的觸頭托架5移位。為此圓柱壓力彈簧8以及因此其在支座10和可動(dòng)的觸頭托架5處的作用點(diǎn)12,13可移位地被支承。移位由于操縱設(shè)備的作用而發(fā)生。其在此象征性地通過操作杠桿6示出，該操作杠桿6能夠在接通位置和切斷位置之間擺動(dòng)，并且有效連接線成虛線地示出在操作杠桿6和圓柱壓力彈簧8之間。有效連接實(shí)際上能夠以原則上已知的方式構(gòu)造，例如借助于帶有閉鎖部位(verklinkungsstelle)的機(jī)械的切換裝置(schaltwerk)，或通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置或磁驅(qū)動(dòng)裝置。不必為了解釋本發(fā)明的作用原理示出在操縱設(shè)備和圓柱壓力彈簧8之間的該有效連接的細(xì)節(jié)。

在應(yīng)用對(duì)于杠桿系統(tǒng)通常應(yīng)用的術(shù)語(yǔ)的情況下杠桿的在支點(diǎn)7和圓柱壓力彈簧8在杠桿上的作用點(diǎn)9之間延伸的區(qū)段形成帶有長(zhǎng)度a1的力臂。杠桿的在支點(diǎn)7和在杠桿上的可動(dòng)的觸頭件4之間延伸的區(qū)段形成帶有長(zhǎng)度a2的載荷臂。杠桿是單臂杠桿。力臂和載荷臂位于一起，它們具有不同的長(zhǎng)度。

圓柱壓力彈簧8在作用點(diǎn)13中施加到力臂a1上的力是起運(yùn)動(dòng)作用的力f1?？蓜?dòng)的觸頭件4利用其被推壓抵靠固定的觸頭件2的力為接觸力f2。接觸力f2作為由載荷臂a2施加的載荷力產(chǎn)生。被需要以為了使圓柱壓力彈簧8平行于杠桿移位的力為操縱力f3。

由于杠桿定理適用：f1×a1=f2×a2。按照f2調(diào)整得出：

。

起復(fù)位作用的彈簧力f1設(shè)計(jì)上是確定的，同樣力臂a2的長(zhǎng)度是確定的。項(xiàng)(f1/a2)因此能夠在一次近似中視作為恒定的。得出：

。

接觸力f2與力臂a1的長(zhǎng)度成比例。通過使圓柱壓力彈簧8移位可改變接觸力。為了接通裝置盡可能大地選擇a1，圓柱壓力彈簧8借助于操縱設(shè)備6盡可能遠(yuǎn)地向左運(yùn)動(dòng)。為了斷開觸頭部位使a1盡可能小，圓柱壓力彈簧8借助于操縱設(shè)備6盡可能遠(yuǎn)地向右運(yùn)動(dòng)。為了使圓柱壓力彈簧8運(yùn)動(dòng)所需要的操縱力f3(該操縱力f3必須由操縱設(shè)備6施加)顯著地小于起復(fù)位作用的力f1和接觸力f2。

f3原則上僅僅必須克服在圓柱壓力彈簧8和固定在殼體處的支座10和可動(dòng)的觸頭托架5之間的作用點(diǎn)12,13處的摩擦力。為此圓柱壓力彈簧8的形成了起運(yùn)動(dòng)作用的力f1在支座10和可動(dòng)的觸頭托架5處的作用點(diǎn)12,13的支架通過使移位變得容易的起滑動(dòng)作用的滑板14形成。操縱力因此非常小。利用小的操縱力能夠產(chǎn)生大的接觸力。

另一彈簧元件能夠作用于可動(dòng)的觸頭托架5處且加載可動(dòng)的觸頭托架以用于斷開以用于在順時(shí)針方向上擺動(dòng)遠(yuǎn)離固定的觸頭件2。這樣的元件在此未示出。那么該元件可這樣設(shè)計(jì)，即使得只有當(dāng)圓柱壓力彈簧8位于很右邊在斷開位置中并且接觸力f2根據(jù)方程(2)變得非常小時(shí)，該元件對(duì)可動(dòng)的觸頭托架5的力作用才起效果。

在可動(dòng)的觸頭杠桿5的背離可動(dòng)的觸頭件4的端部處形成有彎曲的端部件18。該端部件以支點(diǎn)7為出發(fā)點(diǎn)凸地向上彎曲遠(yuǎn)離固定在殼體處的支架11。為了斷開觸頭部位操縱設(shè)備6使圓柱壓力彈簧8在杠桿處的作用點(diǎn)9移位到彎曲的端部件18的區(qū)域中，從而圓柱壓力彈簧8然后推壓抵靠彎曲的端部件18的凹的內(nèi)側(cè)。彎曲的端部件然后作為杠桿臂起作用，借助于該杠桿臂在圓柱壓力彈簧8的影響下可動(dòng)的觸頭杠桿5主動(dòng)地在斷開方向上(在圖中其在順時(shí)針方向上)擺動(dòng)。

圖2a和2b示出了本發(fā)明的另一實(shí)施方式。該實(shí)施方式通過以下方式不同于在圖1中示出的實(shí)施方式，即在此圓柱壓力彈簧8'以可圍繞固定在殼體處的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)16擺動(dòng)的方式被支承并且觸頭杠桿5'具有彎曲的區(qū)段(17)。起運(yùn)動(dòng)作用的力f1在杠桿5'處的作用點(diǎn)9'位于彎曲的區(qū)段17的區(qū)域中并且能夠借助于操縱設(shè)備6'以在彎曲的區(qū)段17的表面輪廓處支撐的方式擺動(dòng)。如從圖2a和2b中得知的那樣，根據(jù)本發(fā)明的功能此外與在圖1中示出的實(shí)施方式中相同。操縱力f3在此也顯著地小于接觸力f2。