專利名稱：具有插入式框架和可閉鎖的斷路器的開關裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種開關裝置，其具有一個用于安裝在一開關設備內的插入式框架、一個可插入到該插入式框架內且在插入狀態下處于一插接位置的斷路器、以及一個用于將斷路器鎖定在所述插入式框架內的閉鎖裝置。
背景技術：
在插入式結構的開關設備中，斷路器在工作位置通過一自鎖式移動機構固定在所屬的插入式框架內。因為斷路器的接頭通常設在一側，所以當斷路器接通時形成一個電流回路。若出現大的短路電流，則電流回路的力逆插入方向作用并試圖將斷路器從插入式框架上推開。若通過移動機構的鎖止裝置不能承受住這些力，則斷路器在有些情況下進一步被從工作位置移開，使斷路器的板片式觸頭不再嚙合到插入式框架的連接匯流排內。這導致出現系統故障。
由德國專利DE10251002B3已知一種上述類型的斷路器。其中一閉鎖裝置由一開關操動機構、尤其由所述斷路器的開關軸來操縱。該閉鎖裝置包括一個防旋轉地安裝在開關軸上的操縱件，該操縱件與一止鎖銷配合作用。止鎖銷設置為可沿軸向移動以及通過導輪導引。然而這種閉鎖機構結構很復雜。
另一種減小作用在斷路器上電動力的可能性是采用一種限流的斷路器，這些斷路器限制預期可能出現的短路電流并進而也限制了產生的電流回路力(Stromschleifenkrfte)。當然，這些設備只有很小的選擇性，也就是說它們只能承受很短暫的短路，所以在電流分配裝置中下屬的開關不可能在斷路器之前斷開。
發明內容
因此本發明的目的是，采取結構上簡單的措施改進斷路器在插入式框架內的閉鎖。
按照本發明上述目的通過一種開關裝置得以實現，該開關裝置包括一個用于安裝在開關設備內的插入式框架、一個可以插入到所述插入式框架內以及在插入狀態下處于插接位置的斷路器以及一個用于將斷路器鎖定在所述插入式框架內的閉鎖裝置，其中，所述閉鎖裝置有一個固定在所述插入式框架上的第一部件和一個固定在所述斷路器上的第二部件，該第一部件和第二部件在插接位置沒有互相嚙合，但是在斷路器的一個相對于該插接位置旋轉后的傾轉位置上互相明確地嚙合，從而將斷路器鎖定在所述插入式框架內。
因此，采用按照本發明的閉鎖裝置，開關裝置的傾轉剛開始沒受阻礙，而是有意識地允許在一個狹小的界限內進行。因此，所述的傾轉導致斷路器鎖定在插入式框架內。在停止短路后，斷路器重又回落到其普通的工作位置，或可以在下一個拔出過程中被壓入到此工作位置，所以斷路器在必要時可以在取消繼續互鎖后從插接位置取出。
所述閉鎖裝置優選地具有一個在插入式框架上的第三部件和一個在斷路器上的第四部件，這兩個部件在閉鎖狀態下構成一個樞軸承，使斷路器可傾轉到所述傾轉位置。該第三和第四部件通常設計為銷子和支承板以及典型地用于在插入式框架的插接軌的高度上將斷路器鎖止在插入式框架內。
當所述斷路器插入到所述插入式框架內時，所述閉鎖裝置的第一部件沿垂直于插入方向的方向相距所述第二部件具有一預定的距離。因此可以將斷路器順利地插入到所述插入式框架內或從那里取出。所述預定的距離也可以取數值零。
所述閉鎖裝置的第一部件可以例如設計為安裝在所述插入式框架的兩個對置的側壁之間的橫檔。因此提供了一種能方便地裝配和便宜的閉鎖部件。也可以設想在插入式框架內的其他固定方式。
在本發明的一個特別有利的擴展設計，所述第二部件具有一鉤狀的造型，它在所述斷路器處于傾轉位置時從后面鉤住所述第一部件。當斷路器轉回到正常的插接位置時，該鉤狀的第二部件也不再從后面鉤住所述閉鎖裝置的第一部件。
在一項擴展設計中，所述第二部件具有一個沿插入方向延伸的中部段和一個垂直于該中部段伸出的端部段，其中一個傾斜延伸的斜面連接該中部段和該端部段。當停止短路時和在這之后斷路器處于傾轉位置時，此傾斜延伸的斜面有助于從插入式框架中取出斷路器。
所述第二部件的一個根部段例如可以支承所述斷路器的一垂直接頭，該第二部件通過該根部段固定在所述斷路器上。因此，該第二部件具有支承和在短路情況下閉鎖的雙重功能。
在有些情況下將所述斷路器設計為三極式的或多極式的，并且為至少一個極在所述斷路器和所述插入式框架上安裝一個上述閉鎖裝置。
下面借助附圖詳細說明本發明，附圖中圖1用透視圖表示一插入式框架和一處于拔出狀態下的斷路器；圖2用透視圖表示所述斷路器處于已插入到所述插入式框架內的狀態；圖3表示所述斷路器處于已插入狀態時的側視圖，此時，插入式框架的側壁已被取下；以及圖4表示圖3的局部放大圖。
具體實施例方式
下面詳細說明的實施例方式表示本發明的一種優選實施方式。
圖1中用透視圖表示出一個按照本發明的開關裝置。在右半部分可以看到一個帶有兩個側壁2和3的插入式框架1。在插入式框架的后側設置一些也稱為匯流排的垂直接頭。電流總是流入到一下部垂直接頭4內以及從一上部垂直接頭5流出，或反之。此外，插入式框架1的兩個側壁2和3與一橫檔6連接。在本實施方式中，橫檔6具有一矩形剖面并優選用金屬制成。
在圖1的左側可以看到斷路器10，它相應地具有用于觸點接通下部垂直接頭4的下部疊片組(Lamellenblock)11和用于觸點接通上部垂直接頭5的上部疊片組12。在上部疊片組12的上方設置具有雙重功能的閉鎖器件13。一方面，這些閉鎖器件13向上支承所述上部疊片組12以防止其傾翻。此外，它們還用于在短路情況下將斷路器10鎖定在插入式框架1內，如下面詳細說明的那樣。
一個可通過曲柄15移動的止鎖銷14用于在插入狀態下將斷路器10鎖定在插入式框架1內。
圖2表示斷路器10處于其已插入到所述插入式框架1內的狀態。在圖2中沒有畫上插入式框架1的前部側壁2。
在插入狀態，亦即在插接位置，斷路器10的疊片組11和12與插入式框架1的各自垂直接頭4和5觸點接通。此外，在閉鎖狀態所述止鎖銷14插入到插入式框架1的一支承板7內。
圖3用側視圖表示圖2中已插入到插入式框架1內的斷路器10。因為要表示涉及圖2的視圖中后側的布局，在這里畫上了側壁2，但沒有畫上插入式框架1的側壁3。
為了定位，在圖3中表示出了一個帶有X、Y和Z軸的笛卡兒坐標系。在這里，X-Y平面對應于圖紙平面。
若斷路器10接通，則從下部垂直接頭4通過下部疊片組11、斷路器10、上部疊片組12到上部垂直接頭5形成一流動電流。在圖3中通過電流回路20表示所述的流動電流。交變電流會引起電流有時沿反方向流動。在這里可以從“上方”和“下方”饋電。
電流回路20導致一試圖將斷路器10從插入式框架1中擠出的電流回路力21。為了防止從插入式框架1推出斷路器10，該斷路器10的止鎖銷14貼靠在插入式框架1的支承板7上。在這里，支承板7僅象征性地表示出。通過這種閉鎖使支承板7承受一支承力22。
電流回路力21相對于面對斷路器10施加在插入式框架1上的支承力22的幾何分布，形成一個適用于支承的合力。若這些力例如處于一個具有相同Y值的平面內，則在斷路器上不形成繞Z軸的力矩。這種情況發生在支承力22分布在電流回路力21的高度(Y方向)上。但在這種情況下支承裝置必須能承受合計的總力。
然而這些力通常不在一個平面內，因為關于所有需要的組件這一點極難達到。尤其是出于結構上的原因有利的是，將閉鎖機構連同止鎖銷14安置在插接軌8的附近，因為在那里還設有用于斷路器10的移入和移出機構的曲柄。
若現在電流回路力21和支承力22(兩者均沿X方向)未處于相同的Y坐標高度上，則在有短路電流時使斷路器10按運動箭頭23繞支承銷14傾轉。因為要阻止與此有關的更大運動，所以一個第二支承裝置必須承受相應的力。此第二支承裝置(圖3中沒有表示)可例如由所述移入驅動裝置控制。然而這樣一種有運動構件的支承裝置成本高昂。
因此，按照本發明建議了一種帶有橫檔6和閉鎖器件13的便宜的支承裝置，其中，橫檔6固定在插入式框架1上以及閉鎖器件13固定在斷路器10上。按照此方案沒有運動構件并因而也不需要控制。在短路的情況下，橫檔6在斷路器10發生一定的傾轉運動后承受所出現的力。這意味著，橫檔6施加沿X方向和Y方向作用的附加支承力24和25。
圖4放大地表示出用于限制傾轉運動的附加閉鎖機構。在剖面內觀察，閉鎖器件13具有一個根部段131、一個主要沿插入方向(X方向)延伸的中間段132和一個端部段133。該端部段133沿Y方向略超出中部段132，所以閉鎖器件13具有一種鉤狀的造型。端部段133和中部段132通過一個傾斜延伸的斜面134連接。
由圖4還可看出，閉鎖器件13具有雙重功能。其一，它的根部段131支承所述上部疊片組12防止其沿順時針方向相對斷路器10發生傾轉運動，這種傾轉運動是通過一個由垂直接頭內流動的電流引發的力引起的。其二，閉鎖器件13用于在出現短路電流的情況下限制整個斷路器10的傾轉運動，因為閉鎖器件13與斷路器10一起在移入時在插入式框架的橫檔6下面移動以及在發生傾轉運動時在后面鉤住橫檔6。通過沿Y方向超出中部段132伸出的端部段133以及借助它可以在后面鉤在橫檔6上，來承受引起水平運動的分力。
所述斜面134在短路時作為閉鎖面和在切斷短路電流后用于使斷路器10能夠更容易地從插入式框架1中取出。或者在停止短路時斷路器10通過自重再向下沉，從而使端部段133處于橫檔6的下方，或者橫檔6有利地可以通過斜面134沒有困難地向下壓。因此在任何情況下都可以移出斷路器10。
橫檔6和對應的閉鎖位置13設在匯流排5的附近。這是有利的，因為電流回路力可以在它們被引入到斷路器內的地方被阻截。對所述傾轉運動的附加預防或限制，原則上也可以在插入式框架1內的另一個位置進行。
取代具有一個斜面134的閉鎖器件13的造型，也可以在原來斜面134處設一相應的圓弧半徑。在此重要的僅在于，以后能將斷路器10從插入式框架1中取出。
權利要求
1.一種開關裝置，其包括-一個用于安裝在一開關設備內的插入式框架(1)，-一個斷路器(10)，它可以插入到所述插入式框架(1)內以及在插入狀態下處于一插接位置，以及-一個閉鎖裝置，用于將所述斷路器(10)閉鎖在所述插入式框架(1)內，其特征為-所述閉鎖裝置具有一個固定在所述插入式框架(1)上的第一部件(6)和一個固定在斷路器(10)上的第二部件；以及，-所述第一部件(6)和第二部件(13)在所述插接位置沒有互相嚙合，但是在所述斷路器(10)的一個相對于該插接位置旋轉后的傾轉位置上互相明確地嚙合，從而將該斷路器(10)鎖定在所述插入式框架(1)內。
2.按照權利要求1所述的開關裝置，其特征為所述閉鎖裝置具有一個在所述插入式框架(1)上的第三部件(7)和一個在所述斷路器(10)上的第四部件(14)，這兩個部件在閉鎖狀態下構成一個樞軸承，使所述斷路器(10)可傾轉到所述傾轉位置。
3.按照權利要求1或2所述的開關裝置，其特征為當所述斷路器(10)插入到所述插入式框架(1)內時，所述第一部件(6)沿垂直于插入方向(X)的方向(Y)相距所述第二部件(13)具有一預定的距離。
4.按照權利要求1至3中任一項所述的開關裝置，其特征為所述閉鎖裝置的第一部件設計為安裝在所述插入式框架(1)的兩個對置的側壁(2、3)之間的橫檔。
5.按照權利要求1至4中任一項所述的開關裝置，其特征為所述第二部件(13)具有一鉤狀的造型，它在所述斷路器(10)處于傾轉位置時從后面鉤住所述第一部件(6)。
6.按照權利要求5所述的開關裝置，其特征為所述第二部件(13)具有一個沿插接方向(X)延伸的中部段(132)和一個垂直于該中部段伸出的端部段(133)，一個傾斜延伸的斜面(134)連接該中部段(132)和該端部段(133)。
7.按照權利要求1至6中任一項所述的開關裝置，其特征為所述第二部件(13)的一個根部段(131)支承所述斷路器的一垂直接頭(12)，該第二部件通過該根部段(131)固定在所述斷路器(10)上。
8.按照權利要求1至7中任一項所述的開關裝置，其特征為所述斷路器設計為三極式或多極式，以及為至少一個極在所述斷路器和所述插入式框架上安裝一個所述的閉鎖裝置。
全文摘要
一個斷路器(10)應該以簡單的方式有效地閉鎖在一插入式框架(1)內。為此，一閉鎖裝置設有一個固定在所述插入式框架(1)內的第一部件(6)和一個固定在所述斷路器(10)上的第二部件(13)。所述第一部件(6)和第二部件(13)在插接位置沒有互相嚙合。但在短路的情況下它們在斷路器(10)的一個相對于插接位置旋轉后的傾轉位置上互相嚙合，從而將所述斷路器(10)鎖定在所述插入式框架(1)內。
文檔編號H02B11/00GK1805232SQ200510129739
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月6日 優先權日2004年12月6日
發明者喬爾格-尤維·達爾, 邁克爾·克魯施科, 馬克·利布特魯思 申請人:西門子公司