專利名稱：球致動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有較高效率和較小尺寸的球致動器，其特別構(gòu)造成用于控制電開關設備的開關機構(gòu)，特別是用于控制動力電路斷路器。
背景技術：
文獻DE2,340,450描述了具有用于閉鎖電開關的制動球的閉鎖裝置，包括在殼體中平移滑動的閉鎖螺栓以及控制子配件，該控制子配件由設置成垂直于螺栓的平移軸軸向移動的控制桿形成并且配備有用于兩個球的支承板。在閉鎖位置，兩個球中的第一球一側(cè)在螺栓的扁平端部上另一側(cè)在桿上。螺栓扁平端部的表面平行于桿的接觸表面，從而螺栓只將徑向力傳送至桿上。這些力被位于桿和殼體之間的第二球吸收。螺栓端部還包括在底部的形成斜坡的斜面。為了釋放螺栓，桿必須移動，從而第一球滾動至一方面與桿接觸而另一方面與螺栓的扁平端部接觸，直到其面對螺栓的斜面。此時，球彈出并釋放螺栓。這種裝置具有較優(yōu)的性能，但是它對于尺寸公差和部件的磨損極度敏感。由兩個球施加到桿上的力較大并可在桿上留下印記。此外，如果第二球的直徑?jīng)]有精確的對應于桿和殼體之間的距離，則由第一球在閉鎖位置傳送至桿的徑向力將不能全部傳送至第二球上并將使桿變形。
文獻DE1,131,304描述了高壓電開關的保險器的閉鎖裝置，包括在殼體中滑動并承載于一排四個輥子上的閉鎖螺栓。在閉鎖位置，四個輥子以螺栓的平移軸對準，而且離螺栓最遠的輥子承載在殼體壁上。按鈕使得位于第二和第三位置中的中間輥子未對準，但是這些中間輥子通過回位彈簧偏壓到對準位置。只要保持四個輥子的對準，由螺栓施加的力全部從輥子傳送到輥子上直到殼體。當按鈕啟動時，兩個中間輥子被設置成抵抗回位彈簧的偏壓力而滾動到它們的未對準的位置。一旦輥子對準被破壞時，螺栓就被釋放。保持中間輥子處于螺栓對準的能力取決于回位彈簧的校準。一旦中間輥子開始失準時，由螺栓施加的力的大部分實際上傳送至回位彈簧。一旦裝置受到?jīng)_擊或震動使輥子失準，則回位彈簧因由螺栓施加的力而受到強烈壓力。如果裝置對沖擊的敏感性減弱，則回位彈簧的剛性必須降低，從而將要施加到桿上以使裝置失準的力增大。此外螺栓的行程受限。
在文獻FR1060856中，致動器被描述成包括限定平移幾何軸的殼體；控制桿，其相對于殼體在平行于閉鎖控制位置和解鎖控制位置之間的平移幾何軸的方向上可平移，并且包括滾動表面；撞擊件，其相對于殼體在平行于裝載位置和卸載位置之間的平移幾何軸的方向上可平移，并包括軸承擋圈；撞擊件的驅(qū)動裝置，它以如下方式與撞擊件協(xié)同工作，即，在撞擊件處于其裝載位置時，撞擊件的驅(qū)動裝置偏壓撞擊件以返回到卸載位置；一組四個制動球，各制動球可在閉鎖位置和無障礙位置(clear position)之間移動，在閉鎖位置，各制動球壓抵撞擊件的所述軸承擋圈，每個制動球具有一中心；一組四個控制球，每個控制球具有一中心；致動器使得當撞擊件處于裝載位置且桿處于閉鎖控制位置時，制動球和控制球的中心位于垂直于平移幾何軸的同一幾何平面中。該裝置不會使制動球和控制球之間的力減小。
對文獻DE1,006,044來說，其描述了一種閉鎖組件，該組件包括一個控制球和兩個制動球，以使力的減小得以實現(xiàn)。具有一個控制球和兩個制動球的相同類型的閉鎖機構(gòu)在文獻FR2,417,177中描述。這種機構(gòu)受限于少數(shù)量控制球和少數(shù)量制動球所提供的動力。此外，兩個制動球?qū)τ谝粋€控制球是必須的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是彌補現(xiàn)有技術中的上述缺點，從而提出了一種具有較高效率、需要極低工作能量來釋放高機械能量的球致動器。
另一個目的是對于所給定的儲存機械能來說，降低致動器的尺寸并且限制球的數(shù)量。另一個目的是增大傳送儲存動能的可動裝置的行程。又一個目的是使致動器機構(gòu)對于因制造公差或磨損而引起的尺寸變化相對不太敏感。另一個目的是使致動器對于機械沖擊和震動相對不太敏感。再一個目的是增加致動器的速度。在一種更普遍的方式中，另一個目的是最終降低致動器的生產(chǎn)成本。
根據(jù)本發(fā)明，這些目的通過一種致動器實現(xiàn)，該致動器包括
限定平移幾何軸的殼體；控制桿，其相對于殼體在平行于閉鎖控制位置和解鎖控制位置之間的平移幾何軸的方向上可平移，并且包括滾動表面；撞擊件，其相對于殼體在平行于裝載位置和卸載位置之間的平移幾何軸的方向上可平移，并包括軸承擋圈；撞擊件的驅(qū)動裝置，它以如下方式與撞擊件協(xié)同工作，即，在撞擊件處于其裝載位置時，撞擊件的驅(qū)動裝置偏壓撞擊件以返回到卸載位置；一組n個制動球，n是大于或等于3的整數(shù)，各制動球可在閉鎖位置和無障礙位置之間移動，在閉鎖位置每個制動球壓向撞擊件的所述軸承擋圈，每個制動球具有一中心；一組n個控制球，每個控制球具有一中心；致動器使得當撞擊件處于裝載位置時以及桿處于閉鎖控制位置時，各制動球的中心位于垂直于平移幾何軸的第一幾何平面中，各控制球的中心位于垂直于平移幾何軸的第二幾何平面中，各控制球承載在桿的滾動表面上以及屬于該組制動球的兩個相應的制動球上，并且每個控制球的中心位于桿和平行于平移幾何軸并穿過所述兩個相應制動球每一個中心的第三幾何平面之間。
將控制球放在兩個制動球之間能夠?qū)崿F(xiàn)力的分配，從而由控制球施加到桿的力具有垂直于桿平移軸的分量，該分量小于由撞擊件施加給制動球的力在垂直于桿平移軸的平面中的分量。換句話說，由撞擊件施加的力的一部分沒有傳送到桿上。當桿離開閉鎖控制位置并開始移動到解鎖控制位置時，各控制球在滾動表面上滾動。在桿的閉鎖控制位置和解鎖控制位置之間移動桿所需的操作能量由此降低。這使得桿驅(qū)動裝置的動力、消耗和尺寸降低。
此外，由球形成的可動質(zhì)量相對較小，而且其移動幅度極小，一方面與桿的移動連貫的撞擊件的解鎖極快，這確保了特別好的響應時間，并且另一方面儲存在彈簧中的潛能幾乎全部傳送至撞擊件，這確保了機構(gòu)的極其好的效率。
而且，桿的移動垂直于第一和第二平面，從而通過球在桿上的滾動而非滑動工作，而導致最小的磨損。
優(yōu)選的是，撞擊件的驅(qū)動裝置包括能量儲存彈簧，該能量存儲彈簧以如下方式與殼體及撞擊件結(jié)合工作，即，在撞擊件處于其裝載位置時，能量存儲彈簧處于負載狀態(tài)并且偏壓撞擊件返回卸載位置。驅(qū)動桿所需的能量對于存儲在能量存儲彈簧中的高潛能來說極小。所得到的致動器構(gòu)成了當進行安裝時不需要較大調(diào)整的功能性機構(gòu)。
優(yōu)選的是，能量存儲彈簧是與幾何軸共軸的螺旋彈簧。桿沿著平移幾何軸設置，撞擊件的軸承擋圈形成圍繞著平移幾何軸回轉(zhuǎn)的表面，各制動球的中心形成中心在平移幾何軸上的具有n邊的多邊形的n個頂點，而且各控制球的中心形成中心在平移幾何軸上的具有n邊的多邊形的n個頂點?？刂魄蛴纱艘蛑苿忧虻慕M合作用而自動地居中，使得裝置對尺寸偏差和磨損的影響相對不太敏感。
優(yōu)選的是，該裝置此外還包括用于將桿復位到閉鎖控制位置的回位裝置，以及用于將桿驅(qū)動到解鎖控制位置的驅(qū)動裝置。由于利用控制球和制動球的相對配置而獲得的閉鎖力的減弱，必須由桿的回位裝置施加的力較小，從而桿的驅(qū)動裝置僅僅需要提供少量的能量抵消桿的回位裝置的作用并驅(qū)動桿到解鎖位置。
根據(jù)優(yōu)選實施例，由鐵磁性材料制造的可動組件與桿可靠地平移滑動。桿的驅(qū)動裝置包括一電磁勵磁繞組以驅(qū)動可動的組件。
有利的是，可動組件安放在殼體的空腔中。繞組由殼體支承。從而減少了尺寸鏈。該裝置的可靠性由此提高。此外，所獲得的組件特別緊湊。
有利的是，可動組件由桿的一部分形成。組件的數(shù)量因此減少。
根據(jù)一個實施例，桿的回位裝置包括吸引可動組件的永久磁鐵。永久磁鐵獨自足以保持桿處于閉鎖位置并且可以進行桿的全部或部分的重新設置。這使得控制致動器的電消耗顯著降低?；蛘撸瑮U的回位裝置包括回位彈簧。
根據(jù)一個實施例，桿包括軸向止塊，當撞擊件處于裝載位置及桿處于閉鎖控制位置時，在止塊上承載控制球；不同的第一和第二幾何平面，第二幾何平面位于第一幾何平面和軸向止塊之間。由于這種配置，因為由控制球在桿上施加的力的合力包括軸向分量，所以該機構(gòu)被機械地極化到解鎖的位置。各球之間進行的調(diào)整更有效。
優(yōu)選的是，當桿從閉鎖控制位置移動到解鎖控制位置時，桿在工作方向移動，第二幾何平面在所述工作方向偏離第一幾何平面。由各控制球在桿上施加的力的合力具有趨于驅(qū)動桿到其解鎖控制位置的軸向分量。故斷開動作極為快速，并且將桿移動到解鎖位置所需的動力極低。
另外，對于第一和第二平面是一體及相同的也是可行的。在該情形下，傳送至桿的力完全垂直于平移幾何軸。
有利的是，可動輔助按鈕將桿從閉鎖控制位置向解鎖控制位置驅(qū)動，從第一位置移動到第二位置。按鈕能夠使該機構(gòu)手動觸發(fā)，以檢查致動器的操作。也能夠由該裝置外的機構(gòu)進行斷路，并設計成與電磁控制致動器并行工作。
有利地是，控制球、制動球和桿的至少一部分容放在由殼體壁和撞擊件確定的空腔內(nèi)，所述形成導引平面的壁與撞擊件協(xié)同工作，以便當撞擊件在裝載位置和卸載位置之間移動時實現(xiàn)不透過灰塵。從而機構(gòu)的可靠性以最大限度節(jié)省裝置的方式實現(xiàn)。


從下文對本發(fā)明具體實施例的說明中，其它優(yōu)點和特征將變得更加明顯，這些實施例僅僅是作為非限定性示例給出的并且在附圖中示出，其中圖1示出處于裝載位置的根據(jù)本發(fā)明第一實施例裝置的軸向截面圖；圖2示出處于裝載位置的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的裝置的沿圖1中平面II-II剖開的放大軸向截面圖；圖3示出圖1的放大的詳圖；圖4示出處于瞬時中間斷開位置的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的裝置的軸向截面圖；圖5示出處于卸載位置的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的裝置的軸向截面圖；圖6示出處于卸載位置的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的裝置的軸向截面圖；圖7示出了裝置的軸向截面圖，說明了理論邊界條件；圖8示出處于裝載位置的根據(jù)本發(fā)明第二實施例的裝置的軸向截面圖；圖9示出了圖8的放大詳圖；圖10示出處于瞬時中間斷開位置的根據(jù)本發(fā)明第二實施例的裝置的軸向截面圖；圖11示出處于卸載位置的根據(jù)本發(fā)明第二實施例裝置的軸向截面圖。
具體實施例方式
參照圖1至6，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的球形致動器10包括支承撞擊件14以及能量存儲彈簧16的殼體12、平行于幾何軸線19可平移的控制桿18、制動球20和控制球22。
從圖2可見，大致圓柱形狀的殼體12形成了用于控制桿18的軸向內(nèi)導孔24、用于撞擊件14的圓柱形外引導表面26、用于能量存儲彈簧16的一個端部和保持架30的支承肩臺28以容納制動球20和控制球22。撞擊件14包括在殼體外置引導表面26上滑動的圓柱形筒狀部分32，并且延伸出具有稍大一些內(nèi)徑的凹槽34，其被用作能量存儲彈簧16第二端的軸承支承的蓋子36所封閉。撞擊件14和殼體的外部引導表面26機加工成不透過灰塵。尤其從圖3中可以看見，斜面40將筒狀引導部分32接合到34凹槽34上。桿18包括在殼體軸向內(nèi)導孔的壁24上滑動的引導表面44，和圓柱形滾動表面46。能量存儲彈簧16是壓縮彈簧，其在壓縮時積累潛在能量并且在松弛時釋放動能。如圖2和3所示，保持架30包括進行制動球20的軸向引導的軸向引導表面50以及進行制動球20的軸向支持的軸向引導表面52、54。
帶有電磁鐵的電磁繼電器100結(jié)合到致動器上以驅(qū)動控制桿18。繼電器安放在殼體的凹槽102中并包括構(gòu)造用于增強磁場的分路件(shunt)104，磁化線圈106、使磁通量能夠重新閉合的止塊108以及回位彈簧110，該組件利用絕緣框架112定位和引導。桿18由鐵磁性材料制造并因此構(gòu)成在桿18和分路件104之間的空隙114的擴大方向上通過回位彈簧110而偏置的塞芯(plugger core)。
在圖1至3的裝載位置中，制動球20的中心形成第一多邊形56的頂點，在該示例中是位于垂直于桿的平移軸19的幾何平面中的正方形，在該示例中，該幾何平面是圖2的橫截面平面II-II。控制球22與桿的滾動表面接觸并且位于各制動球20之間。各控制球22的中心形成第二多邊形58的頂點，在該示例中也是位于圖2的幾何橫截面II-II的正方形，第二多邊形位于第一多邊形56的內(nèi)部，并且與后者偏離八分之一圈，從而每個制動球20壓在兩個控制球22上，從而，每個控制球22作為兩個制動球20的支承。控制球壓抵在軸向止塊54上。制動球20壓抵在斜面40上。能量存儲彈簧16受壓。因此，撞擊件14由制動球20阻擋就位，而制動球20自身受到由桿保持就位的控制球22的阻擋，這是由于趨于將桿遠離分路件移動的回位彈簧的推動作用。桿18處于所謂的閉鎖控制位置的位置中。
為了操作該裝置，能量提供給線圈106。由桿18形成的塞芯在圖4中箭頭116的方向被吸引并且抵抗彈簧110的回位力移動并壓在分路件104上。如圖4所示，控制球22在滾動表面46以及并離開圖2的幾何橫截面。一旦對準被破壞，由于斜面40施加的推力，制動球彈射控制球22，控制球在遵循圖5所示箭頭的軸向上脫離。制動球20和圖6所示自由空間中徑向朝桿18移動并釋放撞擊件14。撞擊件14被能量存儲彈簧16向上驅(qū)動直到它到達圖5所示的卸載位置。然后桿18處于所謂的解鎖控制位置的位置上。
為了復位致動器10，在第一步驟中撞擊件14無論如何必須從圖5中的位置移動到圖1中的位置，其又一次給制動球20空間。由于回位彈簧110的推斥作用，桿與分路件104之間再次建立空隙114。然后，制動球20和控制球22轉(zhuǎn)向它們在圖1中示出的位置。所插入的制動球20在裝載狀態(tài)下阻擋撞擊件14。
為了簡單構(gòu)造該系統(tǒng)，下述內(nèi)容已經(jīng)在圖2中示出角α，在一方面通過兩個相鄰制動球中心的軸線和另一方面通過所述兩個制動球其中一個中心和相鄰控制球中心的軸線之間；角β，在一方面通過兩個相鄰制動球中心的軸線和另一方面通過制動球中心并與桿平移軸相交的軸線之間。
在該簡化模型中，由撞擊件施加到各制動球上的力被認為具有一平行于幾何軸的軸向分量F0和一徑向分量F1。由于兩個球之間的作用力基本上垂直于接觸面，制動球20可以僅僅將徑向力傳送到控制球22。因而，球的軸向引導表面54承受了軸向分量的全部。各制動球20在各相鄰的控制球22上僅僅施加了徑向力F2，根據(jù)下述公式該力的模量是角β的函數(shù)F2=F12cosβ]]>考慮到該系統(tǒng)的對稱性，假定由撞擊件施加到各制動球上的力具有徑向分量，其模量等于F1，并且觀察到各控制球受到由兩個制動球施加的力，我們可以推斷各控制球在桿的滾動表面上施加徑向力，根據(jù)下述公式該力的模量F3是角度α的函數(shù)F3＝2F2sinα角α和角β由等式聯(lián)系起來 即{0<β<n-22nπ<π2α+β=n-22nπ]]>其中n是大于2的整數(shù)，代表了制動球的數(shù)量，而且該數(shù)量等于控制球的數(shù)量。
由此，對于給定數(shù)量n，比率F3/F1和角β之間可得到以下方程表示的關系{0<F3F1<sin(n-22nπ)<1F3F1=sinαcosβ=sin(n-22nπ-β)cosβ=sin(n-22nπ)-tgβcos(n-22nπ)]]>因此，可以看到，比率F3/F1總是小于1。在本發(fā)明第一實施例所考慮的特殊情形中，其中n＝4，我們可以看到{0<F3F1<22F3F1=22(1-tgβ)]]>由在裝載位置中的控制球施加到桿上的力的模量F3決定著操作桿所需的能量。通過改變桿的直徑和球的直徑，我們可以使角β在空隙中，并由此對于已給定的閉鎖力F1，F(xiàn)3的值變化。因此使用或大或小功率的彈簧而不需改變操作能量就可得到致動器的較寬范圍。
根據(jù)圖7的純理論圖，其中角α是零并且傳送到桿18的力F3是零，故可得到模型的理論邊界。
上述簡化的模型沒有考慮因機構(gòu)公差和磨損而引起的尺寸差異。然而，應該強調(diào)的是，控制球各自均被兩個制動球和桿推動，從而它們分散了由制動球施加的力。此外，它們自動在操作徑向平面中居中。
如圖8至11所示，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的致動器與第一實施例具有類似的構(gòu)造，從而采用相同的附圖標記來表示相同或相似的元件。根據(jù)第二實施例的致動器不同于前一個之處基本在于這一事實，即，在裝載位置時，制動球20的中心在垂直于桿的平移軸19的第一幾何平面60中，并且控制球的中心在平行于第一平面60的第二平面62中并偏離第一平面。這種配置具有這樣的效果，即，向在裝載位置由制動球?qū)刂魄騻魉偷牧μ砑恿艘粋€軸向分量。在裝載位置，控制球22壓在由桿的頭部48形成的軸向止塊64上，并向其傳送軸向力。因此，軸向支撐力必須施加到桿18上，以便將致動器保持于裝載位置。當支撐力中斷時，控制球22推開桿18并向上移動釋放制動球20。
電磁繼電器200結(jié)合到致動器上以驅(qū)動桿18。繼電器安放在殼體的凹槽102中，并包括設計用于增強磁場的分路件204，磁化線圈206、使磁通量能夠重新閉合的止塊208，設置成與桿18端部相對的永久磁鐵210，以及機械按鈕211，該組件利用框架212引導和固定就位。桿18由鐵磁性材料制造并構(gòu)造成繼電器200的塞芯。
根據(jù)本發(fā)明第二種實施例的致動器以下述方式工作。在裝載位置，在圖8中，永久磁鐵210以大于由控制球22施加在桿18上的力的軸向合力的力推動桿到其閉鎖控制位置，從而永久磁鐵210在閉鎖控制位置支撐桿18。當能量提供給線圈206時，后者產(chǎn)生了磁通量，該磁通量抵消永久磁鐵210產(chǎn)生的磁通量，從而由控制球22推動的桿18從分路件204脫開并形成空隙214?？刂魄蛉鐖D10所示在滾動表面46上滾動，并然后如圖11所示彈出。通過無論如何將撞擊件移動到圖8的裝載位置，可實現(xiàn)裝置復位。一旦已經(jīng)到達該位置時，永久磁鐵210吸引鄰接在分路件204上的桿18。按鈕211是使裝置能夠進行機械斷路的可選擇元件。在圖8的裝載位置，它經(jīng)抵靠在桿18端部的一端。如果按鈕211被壓下，它驅(qū)動桿18。
在閉鎖控制位置，控制球22一方面由兩個相鄰的制動球20徑向及軸向推動，另一方面由桿18在頭部48和滾動表面46的水平面上推動?？刂魄?2的居中以及尺寸差別包容也自然進行了。
致動器的復位可以通過桿和撞擊件二者之間的互相作用而實現(xiàn)第一步，撞擊件移動到裝載位置并排斥桿的頭部，為安放球騰出所需的空間，接著第二步，撞擊件繼續(xù)其行程超過裝載位置，以將桿壓靠在永久磁鐵上。這使得限制了永久磁鐵的能量。
各種變型自然都是可行的。
本發(fā)明適用于任何數(shù)量n的制動球，n是大于或等于3的整數(shù)。實際中，3個球或5個球或更多球的實施例是可構(gòu)想的。對于任何數(shù)量n的球(n大于3)，制動球的中心形成具有n邊的多邊形，而控制球的中心也形成具有n邊的多邊形并且內(nèi)切于前者且偏離其π/n。更具體的是，各控制球的中心位于桿和平行于平移軸19并通過它所接觸的兩個制動球的中心的平面之間，這意味著以一定方式使各制動球位于它所接觸的兩個制動球和桿之間。
能量存儲彈簧可以由任何類型的驅(qū)動裝置代替，這種驅(qū)動裝置能完成撞擊件從裝載位置到卸載位置的驅(qū)動并常偏壓到卸載位置，只要撞擊件處于裝載位置即可。在撞擊件向下設置且在與附圖所示方向相反的方向情況下可以構(gòu)想由重力作用于撞擊件一端的質(zhì)量而形成驅(qū)動裝置。
電磁繼電器可以為任意類型具有或不具有永久磁鐵，極化或未被極化等等……致動器可以結(jié)合到除電磁之外的任何控制裝置上。桿不必由鐵磁性材料制成，桿可以牢固的連接到磁芯上。
第一和第二實施例的純機械部件和電磁驅(qū)動裝置可以調(diào)換。因此，帶有永久磁鐵的繼電器可以裝配到致動器上，該致動器在閉鎖控制位置與制動球和控制球具有共面的中心。以相反的方式，帶有回位彈簧的繼電器可以裝配到具有兩個截然不同的平面60、62的致動器上。
電磁繼電器可以容放在與致動器殼體無關的一個殼體中。分路件和止塊可以是一單獨元件。
滾動表面可以具有非圓形徑向截面，例如每個控制球為具有平面的多邊形截面。滾動表面的徑向截面可以是變化的。特別是，滾動表面可以是漸細的，從而由控制球施加到桿上的力具有軸向分量。滾動表面可以是具有任意曲率的圍繞桿平移軸的回轉(zhuǎn)表面，因此能在桿的移動過程中將由控制球施加到桿上的力的合力的軸向分量進行調(diào)節(jié)。
當能量存儲彈簧發(fā)生松弛時，撞擊件的移動方向可以與桿從其閉鎖控制位置到其解鎖控制位置移動的方向相反。桿可通過撞擊件伸出。
根據(jù)第二實施例未示出的變型，提供這樣一種裝置也是可行的，該裝置中包含控制球中心的平面位于包含制動球中心平面的下方，從而控制球在桿的中間止塊上施加一力，該力具有用于抵抗行程止塊端部而推斥桿的軸向分量。這種致動器具有穩(wěn)定的裝載位置。為了釋放能量存儲彈簧，桿必須向上驅(qū)動，從而控制球徑向向外排斥制動球，該制動球與肩臺的斜面接觸，抵抗由能量存儲彈簧施加的力徑向排斥撞擊件?？刂魄蛞唤?jīng)過死點(dead point)并位于制動球上方時，控制球如前述實施例一樣彈出并釋放撞擊件。該實施例容易地獲得在裝載位置上具有較大穩(wěn)定性的優(yōu)點，但需要較大的操作能量。
致動器不必結(jié)合到電磁驅(qū)動裝置上?？梢詷?gòu)想這些應用場合，其中桿由手動或任何適當裝置操作。特別可以構(gòu)想的是，通過將致動器相對于附圖中的實施例倒置，桿可由其自身重力操作。
權利要求
1.一種致動器(10)，包括限定平移幾何軸(19)的殼體(12)；控制桿(18)，其相對于殼體(12)在平行于閉鎖控制位置和解鎖控制位置之間的平移幾何軸(19)的方向上可平移，并且包括滾動表面(46)；撞擊件(14)，在相對于殼體在平行于裝載位置和卸載位置之間的平移幾何軸(19)的方向上可平移，并包括軸承擋圈(40)；撞擊件(14)的驅(qū)動裝置(16)，它以如下方式與撞擊件(14)協(xié)同工作，即，在撞擊件(14)處于其裝載位置時，撞擊件的驅(qū)動裝置(16)偏壓撞擊件以返回到卸載位置；一組n個制動球(20)，n是大于或等于3的整數(shù)，各制動球(20)可在閉鎖位置和無障礙位置之間移動，在閉鎖位置的各制動球(20)壓向撞擊件的所述軸承擋圈(40)，每個制動球具有中心；一組n個控制球(22)，每個控制球具有中心；致動器使得當撞擊件(14)處于裝載位置及桿(18)處于閉鎖控制位置時，各制動球(20)的中心位于垂直于平移幾何軸(19)的第一幾何平面(II-II，60)中，而各控制球(22)的中心位于垂直于平移幾何軸(19)的第二幾何平面(II-II，62)中，其特征在于，致動器使得當撞擊件(14)處于裝載位置及桿(18)處于閉鎖控制位置時，各控制球(22)承載在桿的滾動表面(40)上并承載在屬于該組制動球(20)的兩個相應的制動球上，并且各控制球(20)的中心位于桿(18)和平行于平移幾何軸并穿過所述兩個相應制動球每一個中心的第三幾何平面之間。
2.如權利要求1所述的致動器，其特征在于，撞擊件(14)的驅(qū)動裝置(16)包括能量儲存彈簧(16)，該能量存儲彈簧與殼體(12)及撞擊件(14)以如下方式結(jié)合工作，即，在撞擊件(14)處于其裝載位置時，能量存儲彈簧(16)處于負載狀態(tài)并且偏壓撞擊件(14)返回卸載位置。
3.如權利要求2所述的致動器，其特征在于，能量存儲彈簧(16)是與幾何軸(19)共軸的螺旋彈簧。
4.如前述權利要求血紅任一項所述的致動器，其特征在于，桿(18)沿著平移幾何軸(19)設置，撞擊件的軸承擋圈(40)形成圍繞著平移幾何軸(19)回轉(zhuǎn)表面，各制動球的中心形成中心在平移幾何軸(19)上的具有n邊的多邊形(56)的n個頂點，而各控制球的中心形成中心在平移幾何軸(19)上的具有n邊的多邊形(58)的n個頂點。
5.如前述權利要求任一項所述的致動器，其特征在于，它還包括用于將桿(110，210)復位到閉鎖控制位置的回位裝置；用于將桿(106，206)驅(qū)動到解鎖控制位置的驅(qū)動裝置。
6.如權利要求5所述的致動器，其特征在于，它還包括由鐵磁性材料制成的可動組件與桿可靠地平移滑動，桿(106，206)的驅(qū)動裝置包括電磁勵磁繞組(106，206)以驅(qū)動可動組件。
7.如權利要求6所述的致動器，其特征在于，可動組件安放在殼體的空腔(102)中。
8.如權利要求6或7任一項所述的致動器，其特征在于，可動組件由桿(18)的一部分形成。
9.如權利要求6至8中任一項所述的致動器，其特征在于，繞組(106，206)由殼體支承。
10.如權利要求6至9中任一項所述的致動器，其特征在于，桿的回位裝置包括吸引可動組件的永久磁鐵(210)。
11.如權利要求6至10中任一項所述的致動器，其特征在于，桿的回位裝置包括回位彈簧(110)。
12.如前述權利要求中任一項所述的致動器，其特征在于，桿(18)包括軸向止塊(64)，當撞擊件(14)處于裝載位置及桿處于閉鎖控制位置時，在止塊上承載控制球(22)；不同的第一(60)和第二(62)幾何平面，第二幾何平面(62)位于第一幾何平面(60)和軸向止塊(64)之間。
13.如權利要求12所述的致動器，其特征在于，其設置成當桿(18)從閉鎖控制位置移動到解鎖控制位置時，桿在工作方向移動，第二幾何平面(62)在所述工作方向偏離第一幾何平面(60)。
14.如權利要求1至11中任一項所述的致動器，其特征在于，第一和第二幾何平面是一個及相同的。
15.如前述權利要求中任一項所述的致動器，其特征在于，它此外還包括可動的輔助按鈕(211)，用于驅(qū)動桿(18)從第一位置到第二位置經(jīng)過，以從閉鎖控制位置到解鎖控制位置。
16.如前述權利要求中任一項所述的致動器，其特征在于，控制球(22)、制動球(20)和桿(18)的至少一部分容放在由殼體(12)各壁和撞擊件(14)限定的空腔中，所述各壁形成與撞擊件結(jié)合作用的引導表面(26)，使得當撞擊件在裝載位置和卸載位置之間移動時不透過灰塵。
17.如前述權利要求中任一項所述的致動器，其特征在于，其設置成當桿(18)離開閉鎖控制位置并開始向解鎖控制位置移動時，各控制球(22)在滾動表面(40)上滾動。
全文摘要
一種球致動器10,包括:支承撞擊件14和能量存儲彈簧16的殼體12,在平行于幾何軸19的方向上可平移移動的控制桿18,以及等數(shù)量的制動球20和控制球22。當桿由電磁繼電器100平移時,控制球22脫離并使得制動球20自由,從而釋放撞擊件14。每個控制球22與兩個制動球20和桿18接觸,從而由控制球20施加到桿18上的力小于由撞擊件14施加到制動球22上的力。由此獲得高效、需要低工作能量和較小總體尺寸的致動器。
文檔編號H01H73/36GK1351360SQ01135719
公開日2002年5月29日 申請日期2001年10月15日 優(yōu)先權日2000年10月27日
發(fā)明者皮埃爾·巴托克斯 申請人:施耐德電器工業(yè)公司