專利名稱：帶有大型閉合壓簧的組合操縱機(jī)構(gòu)的電開(kāi)關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電開(kāi)關(guān)設(shè)備，例如在承載大電流的配電電路中使用的保護(hù)器和開(kāi)關(guān)。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及使用大型閉合壓簧的上述設(shè)備，以及涉及用于安裝和控制閉合壓簧中能量?jī)?chǔ)存和釋放的組合操縱機(jī)構(gòu)。
用于打開(kāi)和閉合電力電路的電開(kāi)關(guān)設(shè)備一般使用一個(gè)或多個(gè)大型彈簧形式的儲(chǔ)能裝置以閉合觸頭，從而在電力電路中形成大電流。這種電開(kāi)關(guān)設(shè)備包括電力斷路器、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)器及用來(lái)接通和斷開(kāi)電路的零件并在交流電源間轉(zhuǎn)換的電開(kāi)關(guān)。這些裝置也包括打開(kāi)彈簧，即，迅速分開(kāi)觸頭以中斷電力電路中的電流的彈簧。如上所述，閉合彈簧和打開(kāi)彈簧中的任一種或兩種可以是單一的彈簧或復(fù)式彈簧，即使下文中為方便使用單數(shù)也應(yīng)認(rèn)為是任意一種情況。打開(kāi)彈簧在由閉合彈簧進(jìn)行的閉合過(guò)程中被加載，因而閉合彈簧必須儲(chǔ)存足夠的能量以便克服閉合及加載打開(kāi)彈簧的機(jī)械和彈力。
拉簧和壓簧都曾用來(lái)儲(chǔ)存足夠的能量以閉合觸頭及加載打開(kāi)彈簧。拉簧更易于控制，但是壓簧可儲(chǔ)存更多的能量。在這兩種情形中的任一種情形中，為了安裝及控制彈簧的加載和卸載都需要堅(jiān)固的操縱機(jī)構(gòu)。操縱機(jī)構(gòu)一般包括用于加載閉合彈簧的手柄，往往還包括電機(jī)。它也包括一個(gè)用于將閉合彈簧鎖閉在加載狀態(tài)中的彈鍵機(jī)構(gòu)、一個(gè)用于釋放閉合彈簧中儲(chǔ)存的能量的釋放機(jī)構(gòu)和一個(gè)用于將釋放的能量聯(lián)結(jié)在支承開(kāi)關(guān)的活動(dòng)觸頭的活動(dòng)導(dǎo)體組件中的裝置。
上述電開(kāi)關(guān)設(shè)備的許多種操縱機(jī)構(gòu)利用側(cè)板來(lái)提供對(duì)至少一些操縱機(jī)構(gòu)零件的部分支承作用。但是一般來(lái)說(shuō)，零件至少部分地被設(shè)備的其它零件如外殼支承。例如，彈鍵和釋放機(jī)構(gòu)的軸可以具有一個(gè)由側(cè)板支承的端部，而另一端部則由外殼支承。另外，彈簧的一端常由其它結(jié)構(gòu)支承。這種布置需要調(diào)整裝置以適應(yīng)公差，這就增加了操縱機(jī)構(gòu)的制造和裝配的成本和復(fù)雜性。
加載閉合彈簧所需要的力一般隨著儲(chǔ)存能量的蓄積而增加。這就要求使用者在手動(dòng)加載時(shí)施加增大的扭矩，有必要使用電機(jī)，它能夠產(chǎn)生在加載循環(huán)結(jié)束時(shí)需要的最大扭矩。大家知道在加載機(jī)構(gòu)中使用凸輪，其輪廓產(chǎn)生不變的加載扭矩要求。但是，對(duì)儲(chǔ)存的能量和釋放沒(méi)有控制，這樣由于過(guò)大的能量會(huì)導(dǎo)致觸頭回跳或觸頭損壞。
因此，上述類型的電開(kāi)關(guān)設(shè)備，特別是安裝和控制閉合彈簧的加載和卸載的操縱機(jī)構(gòu)還有改進(jìn)的余地。
具體來(lái)說(shuō)，需要為上述設(shè)備的操縱機(jī)構(gòu)提供一種簡(jiǎn)單的剛性支承結(jié)構(gòu)，它對(duì)裝置的操縱零件不要求調(diào)節(jié)特征。
需要一種操縱機(jī)構(gòu)，它可以控制儲(chǔ)存在閉合彈簧中的能量的釋放。
還需要為上述操縱機(jī)構(gòu)提供用于支承和控制閉合彈簧的改進(jìn)的裝置。
還需要一種上述的操縱機(jī)構(gòu)，它為可選擇的電流額定值只要求最小的變化，特別是需要一種用于安裝可互換彈簧的簡(jiǎn)單裝置。
還需要一種上述的操縱機(jī)構(gòu)，它是帶有可互換零件的自支承組合式單元。
還需要一種上述的操縱機(jī)構(gòu)，它制造和裝配簡(jiǎn)便且成本低。
上述需要及其它需要是由本發(fā)明滿足的，本發(fā)明涉及一種操縱機(jī)構(gòu)及裝有這種操縱機(jī)構(gòu)的電開(kāi)關(guān)設(shè)備，這種操縱機(jī)構(gòu)包括簡(jiǎn)單、剛性、自支承的操縱機(jī)構(gòu)組件。這種自支承操縱機(jī)構(gòu)組件包括一對(duì)帶有對(duì)準(zhǔn)孔的側(cè)板；多個(gè)長(zhǎng)形構(gòu)件，其每端具有肩部和穿過(guò)對(duì)準(zhǔn)孔的延伸部；以及接合所述延伸部并將側(cè)板夾緊在所述肩部上以便以間隔開(kāi)來(lái)的關(guān)系固定所述側(cè)板的緊固件。該組件還包括操縱構(gòu)件如閉合彈簧、彈簧安裝裝置、凸輪組件和聯(lián)結(jié)閉合彈簧和凸輪組件的搖臂組件，所有這些都定位在側(cè)板之間并且基本完全由側(cè)板支承。由于這種結(jié)構(gòu)的剛度，操縱機(jī)構(gòu)無(wú)需適應(yīng)制造公差的調(diào)節(jié)裝置。側(cè)板最好是相同的，從而減少所需不同零件的數(shù)目并降低制造成本。
剛性間隔開(kāi)來(lái)的側(cè)板也用來(lái)固定位于其間的零件，從而減少了零件數(shù)目。例如，由銷連接的零件只需要在銷上有一個(gè)鄰近于側(cè)板的擴(kuò)大的頭部。這就消除了對(duì)止動(dòng)件的需要，也消除了對(duì)安裝止動(dòng)件的勞力需要。在固定的側(cè)板上的相對(duì)的孔提供了全部支承作用，將旋轉(zhuǎn)軸裝在側(cè)板之間。構(gòu)成操縱機(jī)構(gòu)一部分的凸輪組件包括一對(duì)襯套，其具有非圓形外周，裝在側(cè)板上的互補(bǔ)的非圓形孔中。這些襯套具有抵靠側(cè)板內(nèi)表面的凸緣、一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在襯套之間的凸輪軸和安裝在凸輪軸上的凸輪構(gòu)件。因此，無(wú)需緊固件來(lái)安裝凸輪軸及其襯套。
構(gòu)成操縱機(jī)構(gòu)一部分的凸輪構(gòu)件具有一個(gè)聯(lián)結(jié)于閉合彈簧的加載凸輪和一個(gè)聯(lián)結(jié)于安裝設(shè)備的活動(dòng)觸頭的承載件的驅(qū)動(dòng)凸輪。加載凸輪具有一個(gè)加載輪廓，其用于在凸輪構(gòu)件角度轉(zhuǎn)動(dòng)的第一部分中通過(guò)由加載裝置施加轉(zhuǎn)矩而在閉合彈簧中儲(chǔ)存能量。加載凸輪上的閉合輪廓用來(lái)在凸輪構(gòu)件的角度轉(zhuǎn)動(dòng)的第二部分中通過(guò)儲(chǔ)存能量的釋放而轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪構(gòu)件并操縱承載件至一個(gè)閉合位置。加載凸輪設(shè)置上述閉合輪廓是為了控制儲(chǔ)存在閉合彈簧中的能量的釋放。加載凸輪的閉合輪廓最好在可分開(kāi)的觸頭閉合之前可控地釋放閉合彈簧中所儲(chǔ)存的能量的大約50％，最好是大約50％至60％之間。在具有在主觸頭之前閉合的滅弧觸頭的設(shè)備中，閉合輪廓用于在滅弧觸頭閉合之前最好可控地釋放儲(chǔ)能的大約50％至60％之間。
作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，螺旋壓簧用作閉合彈簧。該彈簧完全安裝在側(cè)板之間，這有助于在加載過(guò)程中箝制彈簧?？蓴[動(dòng)地安裝在側(cè)板間在凸輪構(gòu)件和螺旋壓簧之間轉(zhuǎn)送力的搖臂由凸輪構(gòu)件搖動(dòng)以便在加載過(guò)程中壓縮彈簧，并且在閉合過(guò)程中由于螺旋壓簧的膨脹而遙動(dòng)。彈簧安裝裝置將螺旋壓簧安裝在側(cè)板之間并完全由側(cè)板支承，以便隨搖臂搖動(dòng)，從而保持與螺旋壓簧基本成縱向的力。
彈簧安裝裝置包括縱向穿過(guò)螺旋壓簧的長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器。在彈簧第一端的第一安裝裝置可擺動(dòng)地連接于搖臂。在彈簧第二端的第二安裝裝置包括橫向穿過(guò)長(zhǎng)形構(gòu)件并由側(cè)板支承的一個(gè)安裝銷。為改變?cè)O(shè)備的電流額定值，彈簧是操縱機(jī)構(gòu)需要改變的唯一零件。因此，除了彈簧以外的所有零件可以預(yù)先組裝成一個(gè)自支承的組合單元。當(dāng)確定了應(yīng)用場(chǎng)合時(shí)從彈簧范圍內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)穆菪龎夯梢蕴峁┬枰碾娏黝~定值。將彈簧插入并借助可卸式安裝銷將其固定在位。
螺旋壓簧的第一安裝裝置包括一個(gè)U形夾，該U形夾具有一個(gè)底部，該底部抵靠彈簧，長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器穿過(guò)該底部。一個(gè)搖臂銷將搖臂可擺動(dòng)地連接于U形夾的腿部和長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器。長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器具有為銷設(shè)置的長(zhǎng)孔。
為了有助于自支承操縱機(jī)構(gòu)組件的裝配，多個(gè)在側(cè)板之間延伸的軸具有共用減徑端部，這些減徑端部具有逐漸增加的長(zhǎng)度，以便相繼地插入側(cè)板之一上孔中。
對(duì)照以下附圖閱讀下面對(duì)推薦實(shí)施例的描述可全面理解本發(fā)明。


圖1是按照本發(fā)明的低壓高電流電力斷路器的分解立體圖。
圖2通過(guò)圖1所示斷路器的一個(gè)電極截取的垂直剖視圖，圖中觸頭在打開(kāi)過(guò)程中處于分開(kāi)狀態(tài)。
圖3是構(gòu)成操縱機(jī)構(gòu)的框架組件的分解立體圖。
圖4是表明操縱機(jī)構(gòu)的裝配的分解立體圖。
圖5是通過(guò)搖臂組件截取的裝配好的操縱機(jī)構(gòu)的局部垂直剖視圖。
圖6是表明構(gòu)成操縱機(jī)構(gòu)一部分的閉合彈簧的安裝的立體圖。
圖7是構(gòu)成操縱機(jī)構(gòu)一部分的凸輪組件的側(cè)視圖。
圖8是表明操縱機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)件的關(guān)系的視圖，圖中觸頭是打開(kāi)的，閉合彈簧處于卸載狀態(tài)。
圖9類似于圖8，圖中觸頭是打開(kāi)的，閉合彈簧處于加載狀態(tài)。
圖10類似于圖8，圖中觸頭是閉合的，閉合彈簧處于卸載狀態(tài)。
圖11類似于圖8，圖中觸頭是閉合的，閉合彈簧處于加載狀態(tài)。
圖12是控制閉合彈簧的松釋的閉合支座，圖中表示其與操縱機(jī)構(gòu)的凸輪構(gòu)件的關(guān)系，閉合彈簧處于卸載狀態(tài)，閉合支座處于松釋狀態(tài)。
圖13類似于圖12，圖中表示當(dāng)閉合支座正復(fù)位時(shí)閉合彈簧的加載過(guò)程。
圖14類似于圖12，圖中表示閉合支座將彈簧保持在加載狀態(tài)。
圖15類似于圖12，表示閉合支座剛好在為閉合觸頭而松釋之后。
圖16是閉合支座組件的端視圖。
圖17是用于聯(lián)鎖跳閘D彈鍵和閉合D彈鍵的工作的聯(lián)鎖組件的立體圖。
圖18是圖17所示聯(lián)鎖組件的側(cè)視圖，圖中觸頭處于打開(kāi)狀態(tài)。
圖19類似于圖18，表示當(dāng)閉合電磁線圈啟動(dòng)時(shí)聯(lián)鎖組件的工作。
圖20類似于圖18，圖中處于“驅(qū)動(dòng)通過(guò)(firing through)”狀態(tài)，這可以防止閉合彈簧被閉合電磁線圈的連續(xù)啟動(dòng)而反復(fù)驅(qū)動(dòng)。
圖21類似于圖18，表示當(dāng)斷路器主觸頭閉合時(shí)，彈鍵組件的狀態(tài)。
圖22的前視圖表示按鈕在操縱機(jī)構(gòu)上的安裝情況。
圖23的立體圖表示按鈕在彈鍵組件上的連接情況。
圖24是操縱機(jī)構(gòu)的前視圖，表示面板，以及按鈕和指示器的安裝情況。
圖25是面板后部的立體圖，表示指示器的安裝情況。
圖26是沿圖24中線26截取的面板的垂直剖視圖。
圖27是閉合彈簧狀態(tài)指示器的立體圖。
圖28是操縱機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，表示在彈簧卸載狀態(tài)中閉合彈簧狀態(tài)指示器的快動(dòng)。
圖29類似于圖28，表示恰好在彈簧變得完全加載之前閉合彈簧指示器的狀態(tài)。
圖30類似于圖28，表示在加載狀態(tài)中的閉合彈簧指示器。
圖31是當(dāng)斷路器主觸頭閉合時(shí)觸頭狀態(tài)指示器操縱機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖32類似于圖31，表示當(dāng)斷路器主觸頭打開(kāi)時(shí)的開(kāi)/閉指示器操縱機(jī)構(gòu)。
圖33是組裝后的操縱機(jī)構(gòu)的立體圖，特別表示手動(dòng)和電動(dòng)加載系統(tǒng)。
圖34是閉合彈簧手動(dòng)加載機(jī)構(gòu)的分解立體圖。
圖35是構(gòu)成彈簧加載機(jī)構(gòu)一部分的棘輪的一部分的放大視圖。
圖36是操縱機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，圖中閉合彈簧加載機(jī)構(gòu)已裝好，為圖面清晰起見(jiàn)電機(jī)加載裝置的一部分未畫(huà)出。
圖37是用于電動(dòng)加載閉合彈簧的電機(jī)操縱器的立體圖。
圖38的局部視圖表示加載機(jī)構(gòu)的替代實(shí)施例。
圖39是簡(jiǎn)化操縱機(jī)構(gòu)的裝配的特征的示意圖。
下面針對(duì)應(yīng)用于電力空氣斷路器的情況描述本發(fā)明；但是，本發(fā)明也可以應(yīng)用于打開(kāi)和閉合電力電路的其它電開(kāi)關(guān)設(shè)備。例如，本發(fā)明也可應(yīng)用于斷開(kāi)分支電力電路的開(kāi)關(guān)，以及用于配電系統(tǒng)選擇交流電源的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。電力斷路器和上述各開(kāi)關(guān)的主要區(qū)別是，斷路器具有提供過(guò)流保護(hù)的跳閘機(jī)構(gòu)。本發(fā)明也可應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)保護(hù)器，它為特定區(qū)域的配電電路提供保護(hù)的隔絕。
現(xiàn)在參閱圖1，本發(fā)明的電力空氣斷路器1具有一個(gè)包括模制的前殼5和后殼7的外殼3，以及一個(gè)蓋9。本實(shí)施例的斷路器1具有三個(gè)電極10，前殼5和后殼7形成三個(gè)電極室11。每個(gè)電極10具有一個(gè)電弧室13，電弧室由通風(fēng)的電弧室蓋15封蓋。
斷路器1具有安裝在前殼5前部的操縱機(jī)構(gòu)17并由蓋9封蓋。操縱機(jī)構(gòu)17具有一個(gè)面板19，它通過(guò)蓋上的開(kāi)口21露出。操縱機(jī)構(gòu)17包括一個(gè)大型彈簧18，它被加載以便儲(chǔ)存用于閉合斷路器的能量。面板19裝有一個(gè)按壓閉合按鈕23，啟動(dòng)該按鈕可使閉合彈簧卸載以便閉合斷路器，還裝有一個(gè)按壓打開(kāi)按鈕25，其用于打開(kāi)斷路器。指示器27和29分別顯示閉合彈簧的狀態(tài)和觸頭的開(kāi)/閉狀態(tài)。操縱加載手柄31或遙控電機(jī)操縱器(未畫(huà)出)可以使閉合彈簧加載。
共用的操縱機(jī)構(gòu)17通過(guò)一根極軸33連接于各電極，極軸33為每個(gè)電極設(shè)有一個(gè)凸起部35。象傳統(tǒng)作法一樣，斷路器1包括一個(gè)裝在蓋9中的電子跳閘裝置37，響應(yīng)于流過(guò)斷路器的電流的預(yù)定特征，跳閘裝置啟動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)17，通過(guò)極軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)打開(kāi)斷路器的全部電極10。
圖2是通過(guò)電極室之一的垂直剖視圖。電極10包括一個(gè)線路側(cè)導(dǎo)體39，它從后殼7伸出，連接于一個(gè)交流電源(未畫(huà)出)。一個(gè)負(fù)載導(dǎo)體41也從后殼伸出，一般是連接于負(fù)載網(wǎng)(也未畫(huà)出)的導(dǎo)體。
每個(gè)電極10也包括一對(duì)主觸頭43，其包括一個(gè)靜止主觸頭45和一個(gè)活動(dòng)主觸頭47?；顒?dòng)主觸頭47由一個(gè)活動(dòng)導(dǎo)體組件49承載。該活動(dòng)導(dǎo)體組件49包括多個(gè)觸頭銷51，它們以軸向間隔開(kāi)來(lái)的關(guān)系安裝在一個(gè)樞銷53上，該樞銷53固定在觸頭承載件55上。觸頭承載件55具有一個(gè)模制的主體57和一對(duì)腿部59(只畫(huà)出一個(gè))，其樞軸61可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在外殼3中。
觸頭承載件55借助驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)17繞樞軸61轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)17包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)銷63，該驅(qū)動(dòng)銷通過(guò)槽67裝在承載件本體57中的一條橫向通道65中，驅(qū)動(dòng)銷63借助平面69鍵接于槽67。驅(qū)動(dòng)銷63固定在驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿71上，驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿71裝在承載件本體內(nèi)的槽73中。驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿的另一端由銷75可擺動(dòng)地連接于極軸33上的有關(guān)極臂35上，極軸33以類似方式連接于斷路器其它電極的承載件(未畫(huà)出)上。極軸33以將要描述的方式由操縱機(jī)構(gòu)17轉(zhuǎn)動(dòng)。
每個(gè)觸頭銷51在與觸頭銷自由端間隔開(kāi)來(lái)的點(diǎn)上固定著一個(gè)活動(dòng)主觸頭47。觸頭銷鄰近于自由端的部分構(gòu)成活動(dòng)滅弧觸頭或“滅弧趾(arctoe)”77。靜止滅弧觸頭79設(shè)置在整體的滅弧觸頭和流道81的相面對(duì)的表面上，整體的滅弧觸頭和流道81安裝在紋路側(cè)導(dǎo)體39上。整體的滅弧觸頭和流道81向上伸向一個(gè)安裝在電弧室13中的傳統(tǒng)的熄弧溝85。
如圖2所示，觸頭銷51在承載件55的樞銷53上受到成對(duì)的螺旋壓簧87的順時(shí)針?lè)较虻钠珘?，螺旋壓?7安裝在承載件本體55中的凹部89中。操縱機(jī)構(gòu)17轉(zhuǎn)動(dòng)極軸33，極軸33又使觸頭承載件55順時(shí)針?lè)较驍[至閉合位置(未畫(huà)出)，以便使主觸頭43閉合。為了打開(kāi)觸頭，操縱機(jī)構(gòu)17松釋極軸33，壓縮的彈簧87使承載件55逆時(shí)針?lè)较虻丶铀贁[至打開(kāi)位置(未畫(huà)出)。當(dāng)承載件順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)至閉合位置時(shí)，滅弧趾77首先接觸靜止滅弧觸頭。當(dāng)承載件繼續(xù)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于觸頭銷57繞樞銷53擺動(dòng)，彈簧87壓縮，直至主觸頭閉合。進(jìn)一步的順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)至完全閉合位置(未畫(huà)出)導(dǎo)致滅弧觸頭83打開(kāi)，而主觸頭仍舊閉合。在該閉合位置上，從線路側(cè)導(dǎo)體39通過(guò)閉合的主觸頭43、觸頭銷51、撓性分流器91及負(fù)載導(dǎo)體41完成了電路。
為了打開(kāi)斷路器1，操縱機(jī)構(gòu)17松釋極軸33，因而壓縮的彈簧87使承載件55在圖2中看去逆時(shí)針?lè)较蚣铀贁[動(dòng)。起初，當(dāng)承載件55從線路側(cè)導(dǎo)體39移開(kāi)時(shí)，觸頭銷51搖動(dòng)，因而滅弧觸頭83閉合，而主觸頭43仍舊閉合。當(dāng)承載件55繼續(xù)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，主觸頭43打開(kāi)，全部電流流向處于圖2所示狀態(tài)的滅弧觸頭83。如果相當(dāng)大的電流正由斷路器承載，例如當(dāng)斷路器響應(yīng)于過(guò)流或短路而跳閘時(shí)，由于承載件55繼續(xù)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，靜止滅弧觸頭79和活動(dòng)滅弧觸頭即滅弧趾77分開(kāi)，因而在這兩個(gè)觸頭間形成電弧。當(dāng)主觸頭43已經(jīng)分開(kāi)時(shí)，起弧被限制于滅弧觸頭83，這可以延長(zhǎng)主觸頭43的壽命。電弧中的電流產(chǎn)生的電磁力將電弧向外推向熄弧溝85，因而電弧在靜止滅弧觸頭79上的端部沿整體的滅弧觸頭和流道81移入熄弧溝85中。同時(shí)，承載件55的迅速打開(kāi)使滅弧趾77鄰近熄弧頂板93的自由端，如圖2中虛線所示，因而電弧從滅弧趾77伸向熄弧頂板93，沿熄弧頂板移入熄弧板94，熄弧板94將電弧分成較短的部分，然后熄滅。
操縱機(jī)構(gòu)17是一個(gè)具有框架95的自支承組件。如圖3所示，框架95包括兩個(gè)一樣且可互換的側(cè)板97。側(cè)板97由四個(gè)長(zhǎng)形構(gòu)件99以間隔開(kāi)來(lái)的關(guān)系固定，長(zhǎng)形構(gòu)件99由隔套101構(gòu)成，螺紋軸103和螺母105將側(cè)板97夾緊在隔套101上。四個(gè)主要的分組件和一個(gè)大型彈簧18構(gòu)成操縱機(jī)構(gòu)17的動(dòng)力部分。四個(gè)主要的分組件是凸輪組件107、搖臂組件109、主聯(lián)桿組件111和閉合彈簧支承組件113。所有這些構(gòu)件都裝配在兩個(gè)側(cè)板97之間。現(xiàn)在參閱圖3和4，凸輪組件107包括一根凸輪軸115，該凸輪軸裝在非圓筒形襯套117中，非圓筒形襯套117裝在側(cè)板97上的互補(bǔ)的非圓筒形開(kāi)口119中。襯套117具有抵靠側(cè)板97的內(nèi)表面123的凸緣121，凸輪軸115具有肩部125，肩部125將其定位在襯套117之間，因而凸輪軸115和襯套117被固定在側(cè)板97之間而無(wú)需使用緊固件。同樣，搖臂組件109的搖臂銷127具有使其固定在側(cè)板之間的肩部129，如圖3-5所示。搖臂銷127上的平面131接合側(cè)板97上的開(kāi)口135內(nèi)的類似平面133以防止搖臂銷轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪軸115和搖臂銷127增加了框架95的穩(wěn)定性，框架95是自對(duì)準(zhǔn)的，在裝配過(guò)程中無(wú)需用于對(duì)準(zhǔn)零件的專用工具。由上述主要構(gòu)件夾置在側(cè)板97之間，因而大多數(shù)構(gòu)件無(wú)需另外的支承硬件。可以看出這種夾置的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化操縱機(jī)構(gòu)17的裝配。
閉合彈簧18是常見(jiàn)的圓簧絲的重型螺旋壓簧，其兩端封閉且磨平。使用壓簧的原因是其比拉簧具有更高的能量密度。螺旋閉合壓簧18是以很獨(dú)特的方式由閉合彈簧支承組件113支承，以防應(yīng)力上升和/或扭曲。在這種高能量應(yīng)用場(chǎng)合中，彈簧18的兩端保持平行且受到均勻的支承，彈簧在側(cè)向上保持就位，這些是很重要的。如圖4和6所示，以及如圖8-11所示，這是通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)的，即，螺旋閉合壓簧18壓縮在U形托架137和近似方形的彈簧墊圈或?qū)О?39之間，U形托架137可自由轉(zhuǎn)動(dòng)且可驅(qū)動(dòng)在一端的搖臂組件109，導(dǎo)板139可以擺靠在一個(gè)彈簧止動(dòng)件或支承銷141上，在另一端支承銷141在側(cè)板97之間延伸。彈簧18裝在兩側(cè)板97之間，因而可避免游動(dòng)，并且在側(cè)向上受到穿過(guò)彈簧中部的長(zhǎng)形導(dǎo)向構(gòu)件143、彈簧墊圈139和U形托架137的撐臂145的限制。長(zhǎng)形導(dǎo)向構(gòu)件143又在一端由穿過(guò)孔147的彈簧止動(dòng)銷141固定，在另一端則由穿過(guò)U形托架137的腿部151及長(zhǎng)形構(gòu)件上的長(zhǎng)槽153的撐臂銷149固定。
搖臂組件109包括一個(gè)搖臂155，它可擺動(dòng)地借助一對(duì)滾柱軸承157安裝在搖臂銷127上，滾柱軸承157裝在側(cè)板97之間，借助套筒159以間隔開(kāi)來(lái)的關(guān)系固定，如圖5所示。搖臂155在一端有一個(gè)U形夾161，其通過(guò)托架銷149可擺動(dòng)地將搖臂155連接于U形托架137。在搖臂155與U形夾161成鈍觸延伸的另一端上的一對(duì)腿部163構(gòu)成一對(duì)支承搖臂滾柱165的滾柱U形夾。搖臂155可轉(zhuǎn)動(dòng)地借助銷167安裝在滾柱U形夾上。銷167具有朝外面向側(cè)板97的頭部169，因而銷無(wú)需任何咬合環(huán)或其它單獨(dú)的止動(dòng)件就可以固定就位。當(dāng)搖臂155繞搖臂銷127搖動(dòng)時(shí)，彈簧墊圈139在彈簧支承軸141上轉(zhuǎn)動(dòng)，因而彈簧18上的負(fù)載保持均勻而不管搖臂155的位置如何。彈簧18、彈簧墊圈139和彈簧支承銷141是最后裝在完成的操縱機(jī)構(gòu)17上的零件，因而可以根據(jù)應(yīng)用適當(dāng)選擇尺寸。
U形托架銷149將所有的彈簧負(fù)載和能量傳至搖臂155上的搖臂U形夾161。搖臂155上的平動(dòng)負(fù)載傳入不轉(zhuǎn)動(dòng)的搖臂銷127，再?gòu)膿u臂銷127傳入兩個(gè)側(cè)板97，而搖臂155在側(cè)板97之間保持自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
現(xiàn)在參閱圖4-11，凸輪組件107除凸輪軸115外還包括一個(gè)凸輪構(gòu)件171。凸輪構(gòu)件171包括由一對(duì)安裝在凸輪軸115上的加載凸輪板173a，173b構(gòu)成的加載凸輪。加載凸輪板173a，173b外包驅(qū)動(dòng)凸輪175，驅(qū)動(dòng)凸輪175是由第二對(duì)凸輪板175a和175b構(gòu)成的。凸輪隔件177調(diào)整驅(qū)動(dòng)凸輪板175a和175b之間的間距，而隔套179則使加載凸輪板173a，173b與驅(qū)動(dòng)凸輪板及側(cè)板97分開(kāi)。凸輪板173，175借助穿過(guò)板間鉚釘隔件183的鉚釘181全部固定在一起。一個(gè)止動(dòng)滾柱185可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在驅(qū)動(dòng)凸輪板175a和175b之間，一個(gè)復(fù)位銷187在驅(qū)動(dòng)凸輪板175a和加載凸輪板173a之間延伸。凸輪組件107是一個(gè)360度機(jī)構(gòu)，它在部分轉(zhuǎn)動(dòng)中壓縮彈簧18以儲(chǔ)存能量，而在其余的轉(zhuǎn)動(dòng)中是借助彈簧18中儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)動(dòng)的。這是通過(guò)由搖臂滾柱165與凸輪板173a，173b的接合而實(shí)現(xiàn)的，在彈簧18上的預(yù)加載使搖臂滾柱165與加載凸輪板173a，173b保持接合。加載凸輪173具有一個(gè)帶有加載部分189a的凸輪輪廓189，在與搖臂滾柱165接合點(diǎn)上增加凸輪構(gòu)件171順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的半徑。凸輪軸115，以及凸輪構(gòu)件171可借助手柄31或借助電機(jī)421(見(jiàn)圖33)以下文將描述的方式轉(zhuǎn)動(dòng)。加載凸輪輪廓189的加載部分189a的形狀使壓簧18壓縮需要基本不變的轉(zhuǎn)矩。這會(huì)使手動(dòng)加載的有較好的感覺(jué)，而且可以減小自動(dòng)加工所需的電機(jī)尺寸，這是由于上述不變的轉(zhuǎn)矩低于彈簧趨近完全壓縮狀態(tài)時(shí)所需要的峰值轉(zhuǎn)矩的緣故。
加載凸輪173上的凸輪輪廓189也包括一個(gè)閉合部分189b，它可減小加載凸輪173抵靠搖臂滾柱165轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的半徑，因而當(dāng)機(jī)構(gòu)以將要描述的方式松釋時(shí)儲(chǔ)存在彈簧中的能量順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)凸輪構(gòu)件171。
凸輪構(gòu)件171的驅(qū)動(dòng)凸輪175具有一個(gè)凸輪輪廓191，在一定轉(zhuǎn)動(dòng)位置上它由一驅(qū)動(dòng)滾柱193接合，驅(qū)動(dòng)滾柱借助滾柱銷197安裝在主聯(lián)桿組件111的主聯(lián)桿195上。主聯(lián)桿195的另一端借助銷201可擺動(dòng)地連接于極軸33上的驅(qū)動(dòng)臂199。該主聯(lián)桿組件111聯(lián)結(jié)于驅(qū)動(dòng)凸輪175，以便通過(guò)跳閘機(jī)構(gòu)203閉合斷路器1，跳閘機(jī)構(gòu)203包括一棘輪板205，它可擺動(dòng)地安裝在棘輪銷207上，棘輪銷207則由側(cè)板97支承，棘輪板205受到彈簧219逆時(shí)針?lè)较虻钠珘?。一個(gè)香蕉形聯(lián)桿209可擺動(dòng)地在一端連接于主聯(lián)桿組件的滾柱銷197上的延伸部，另一端可擺動(dòng)地連接于棘輪板205的一端。棘輪板205的另一端具有一個(gè)彈鍵凸耳211，當(dāng)跳閘D軸轉(zhuǎn)至鎖閉位置時(shí)彈鍵凸耳211接合跳閘D軸。棘輪板205鎖閉時(shí)，香蕉形聯(lián)桿209使驅(qū)動(dòng)滾柱193保持與驅(qū)動(dòng)凸輪175接合。在工作中，當(dāng)跳閘D軸213轉(zhuǎn)至跳閘位置時(shí)，彈鍵凸耳211滑離跳閘D軸，棘輪板205穿過(guò)跳閘D軸上的一個(gè)凹口215，使香蕉形聯(lián)桿209連接于棘輪板205的樞軸點(diǎn)再次定位，使驅(qū)動(dòng)滾柱193可獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)凸輪175浮動(dòng)。
參閱圖8-11可理解閉合彈簧18的加載和卸截程序。在圖8中，機(jī)構(gòu)處于卸載的打開(kāi)位置，即，閉合彈簧18卸載而觸頭43打開(kāi)?？梢钥闯?，凸輪構(gòu)件171的定位使加載凸輪173具有與搖臂滾柱165接觸的最小半徑。因此，搖臂155轉(zhuǎn)至完全的逆時(shí)針位置，彈簧18處于最大拉伸狀態(tài)。還可以看出，跳閘機(jī)構(gòu)203未鎖閉，因而驅(qū)動(dòng)滾柱193雖抵靠驅(qū)動(dòng)凸輪175但正處于浮動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)凸輪軸115借助手柄31或通過(guò)加載電機(jī)155的工作而順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，加載凸輪上的加載輪廓的逐漸增大半徑的加載部分189a接合搖臂滾柱165并使搖臂155順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)以壓縮彈簧18。如上所述，輪廓的該加載部分189a的形狀選擇得使壓縮彈簧18需要不變的轉(zhuǎn)矩。在彈簧18的上述加載過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)滾柱193與驅(qū)動(dòng)凸輪輪廓191的具有不變半徑的部分接觸，因而驅(qū)動(dòng)滾柱193繼續(xù)浮動(dòng)。
現(xiàn)參閱圖9，當(dāng)彈簧18變得完全加載時(shí)，驅(qū)動(dòng)滾柱193脫離驅(qū)動(dòng)凸輪輪廓191向下落入一個(gè)凹部217。這使復(fù)位彈簧219可逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)棘輪板205，直至彈鍵凸耳211稍許超越跳閘D軸213。這就抬高了香蕉形聯(lián)桿209在棘輪板205上的樞軸點(diǎn)，使驅(qū)動(dòng)滾柱193升至一個(gè)位置，在該位置上它抵靠在驅(qū)動(dòng)凸輪175上的凹口217下面。同時(shí)，搖臂滾柱165到達(dá)一個(gè)凸輪構(gòu)件剛好轉(zhuǎn)運(yùn)170度的點(diǎn)位，在該點(diǎn)位搖臂滾柱進(jìn)入加載凸輪輪廓189的閉合部分189b。在加載凸輪輪廓的該部分189b上，加載凸輪173與搖臂滾柱165接觸的半徑隨著凸輪構(gòu)件171的順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)而減小。因此，閉合彈簧18施加一個(gè)使凸輪構(gòu)件171順時(shí)針?lè)较蚶^續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的力。但是，構(gòu)成閉合支座機(jī)構(gòu)一部分的一個(gè)閉合支座(在圖9中未畫(huà)出)接合止動(dòng)滾柱185，防止凸輪構(gòu)件171進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，彈簧18保持完全加載以備閉合斷路器1的觸頭43。
斷路器1的觸頭43借助閉合支座以將要描述的方式的松釋而閉合。當(dāng)閉合支座與止動(dòng)滾柱185脫開(kāi)時(shí)，彈簧能量釋放以便將凸輪構(gòu)件171迅速轉(zhuǎn)至圖10所示位置。當(dāng)凸輪構(gòu)件171轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)滾柱193由驅(qū)動(dòng)凸輪175的凸輪輪廓191接合。凸輪輪廓191的半徑隨凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)而增大，由于香蕉形聯(lián)桿209使驅(qū)動(dòng)滾柱193保持與該表面接觸，因而象參閱圖2所作的描述那樣，極軸33轉(zhuǎn)動(dòng)以閉合觸頭43。在該點(diǎn)上，彈鍵凸耳211接合D軸213，觸頭被鎖閉閉合。如果在該點(diǎn)上由于跳閘D軸213的轉(zhuǎn)動(dòng)而使斷路器跳閘，使彈鍵凸耳211與D軸213脫開(kāi)，那么，壓縮的彈簧87(見(jiàn)圖2)產(chǎn)生的通過(guò)主聯(lián)桿195作用的很大的力順時(shí)針?lè)较蛳蛳吕瓌?dòng)棘輪板205上的香蕉形聯(lián)桿209的樞軸點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)滾柱193脫離驅(qū)動(dòng)凸輪175，使極軸33可以轉(zhuǎn)動(dòng)并使觸頭43打開(kāi)。當(dāng)觸頭43打開(kāi)且彈簧18卸載時(shí)，機(jī)構(gòu)將再次處于圖8所示狀態(tài)。
一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)斷路器閉合時(shí)，再次手動(dòng)或電動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸115而使閉合彈簧18再次加載。這使凸輪構(gòu)件171返回圖9所示的相同位置，但是由于跳閘機(jī)構(gòu)203被鎖閉，香蕉形聯(lián)桿209使驅(qū)動(dòng)滾柱193保持與驅(qū)動(dòng)凸輪175上的驅(qū)動(dòng)輪廓191接合，如圖11所示。如果斷路器在此時(shí)由于跳閘D軸213的轉(zhuǎn)動(dòng)而跳閘，使棘輪板205順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，那么，驅(qū)動(dòng)滾柱193將向下落入驅(qū)動(dòng)凸輪175上的凹口217，斷路器將打開(kāi)。
如上所述，在凸輪構(gòu)件171轉(zhuǎn)動(dòng)第一個(gè)180度的過(guò)程中，彈簧18被加載，而在轉(zhuǎn)動(dòng)第二個(gè)180度的過(guò)程中，彈簧中的能量以受控的方式傳送至觸頭結(jié)構(gòu)。換言之，在后一階段中，彈簧18、凸輪構(gòu)件171和驅(qū)動(dòng)滾柱193象馬達(dá)那樣發(fā)揮作用。如上所述，為了使操作者手動(dòng)感覺(jué)良好，也為了使電機(jī)針對(duì)恒定的轉(zhuǎn)矩而非峰值轉(zhuǎn)矩而選定尺寸，最好提供不變的加載轉(zhuǎn)矩。在加載的第一個(gè)10度中，轉(zhuǎn)矩升至選定的恒定值。這使得使用者感覺(jué)舒適而不會(huì)使人感到好象觸及了一面恒定轉(zhuǎn)矩的墻壁。如果使用加載電機(jī)的話，也使加載電機(jī)在達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩前提高轉(zhuǎn)速。在加載循環(huán)的最后10度中，轉(zhuǎn)矩從最大正轉(zhuǎn)矩減至小的負(fù)轉(zhuǎn)矩。這使凸輪組件107，特別是止動(dòng)滾柱185和閉合支座223為循環(huán)的力閉合半部而相互抵靠。加載凸輪173的輪廓189設(shè)計(jì)得使?jié)L柱185和支座223之間的在負(fù)5至15磅之間，這取決于壓縮彈簧18的尺寸。當(dāng)閉合支座223移開(kāi)時(shí)，由于彈簧18的力和加載凸輪閉合輪廓189b的斜坡，凸輪組件107開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)剩下的180度。
在180度和360度之間的閉合凸輪輪廓189b對(duì)于斷路器的最佳工作是很關(guān)鍵的，是本發(fā)明的一個(gè)獨(dú)特之處。在現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)構(gòu)中，沒(méi)有驅(qū)動(dòng)凸輪175，通常是簡(jiǎn)單地釋放彈簧能量，使觸頭43砰然閉合。彈簧18的尺寸通常使觸頭快速閉合而又不使觸頭回跳。這兩個(gè)目標(biāo)是不相容的，因而要作出折衷。但是，本發(fā)明設(shè)有閉合凸輪173，因而能夠控制向活動(dòng)導(dǎo)體組件149釋放的能量。閉合凸輪輪廓189b可選擇得使觸頭快速有力地閉合而又不發(fā)生觸頭回跳。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在觸頭閉合前，事實(shí)上，在滅弧觸頭83接觸之前，應(yīng)該釋放儲(chǔ)存在彈簧18中的能量的至少50％。在觸頭相觸之前最好釋放大約70％的能量。可以采用計(jì)算機(jī)模擬來(lái)使凸輪輪廓189，191最佳化。在大多數(shù)應(yīng)用中，加載凸輪輪廓189a的加載部分應(yīng)保持大致相同。但是，對(duì)于活動(dòng)導(dǎo)體組件49(質(zhì)量和幾何形狀)，以及對(duì)于所使用的觸頭類型來(lái)說(shuō)，加載凸輪輪廓189b的閉合部分是獨(dú)特的。
由于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)涉及高的能量和力，因而要使用淬硬不銹鋼的閉合凸輪173和驅(qū)動(dòng)凸輪175。但是，應(yīng)注意的是，由于采用了外包對(duì)稱驅(qū)動(dòng)凸輪175的雙加載凸輪173a，173b以防翹曲和扭曲，因而所有力是關(guān)于凸輪組件107的中心平面平衡的。據(jù)信，對(duì)稱的負(fù)載對(duì)機(jī)構(gòu)的耐用性是很重要的。
閉合支座機(jī)構(gòu)221表示在圖12-16中。該機(jī)構(gòu)包括閉合支座223、彈鍵組件225和復(fù)位裝置227。如上所述，閉合支座223接合凸輪構(gòu)件171上的止動(dòng)滾柱185，以便將閉合彈簧18保持在加載狀態(tài)中。閉合支座的樞銷229精確地設(shè)置在由閉合支座223上的止動(dòng)滾柱185所施加的力的直線上，以便盡量減小解鎖力，并減小振出(由于振動(dòng)或震動(dòng)觸頭意外打開(kāi))的可能性。大型拉簧231(見(jiàn)圖4和16)將閉合支座223偏壓在抵靠止動(dòng)器233上的松釋位置上，如圖12所示。它由彈鍵組件235固定在圖14所示的鎖閉位置上。該彈鍵組件225包括一個(gè)閉合彈鍵板225，它可擺動(dòng)地安裝在彈鍵板支承軸237上，支承軸237則支承在側(cè)板97中，還包括一個(gè)裝在側(cè)板上的閉合D彈鍵軸239。閉合彈鍵板235具有一個(gè)彈鍵凸耳241，其接合閉合D彈鍵軸239，閉合D彈鍵軸239處于閉合位置，但是當(dāng)軸轉(zhuǎn)至松釋位置時(shí)則通過(guò)閉合D彈鍵軸239上的凹口243下落。彈鍵組件225也包括一個(gè)將閉合支座223連接于閉合彈鍵板235的彈鍵聯(lián)桿245。當(dāng)閉合彈鍵板235由閉合D彈鍵軸239接合時(shí)，閉合支座223轉(zhuǎn)至止動(dòng)或圖24所示的復(fù)位位置。當(dāng)閉合D彈鍵軸239轉(zhuǎn)至松釋位置時(shí)，閉合彈鍵板235通過(guò)凹口243下落，拉簧231將閉合支座223順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)至圖15所示的松釋位置，隨其拉動(dòng)閉合彈鍵板235。
閉合支座機(jī)構(gòu)221的復(fù)位裝置227包括一根復(fù)位桿247，它可擺動(dòng)地安裝在與閉合支座223相同的軸上，但是可獨(dú)立于閉合支座轉(zhuǎn)動(dòng)。復(fù)位裝置227也包括一個(gè)復(fù)位銷187形式的復(fù)位構(gòu)件，其設(shè)置在閉合凸輪板173a和驅(qū)動(dòng)凸輪板175a之間，沿轉(zhuǎn)向在止動(dòng)滾柱185之前。當(dāng)閉合支座機(jī)構(gòu)221未鎖閉，如圖12所示時(shí)，閉合支座223被拉簧231偏壓在止動(dòng)器233上。當(dāng)凸輪構(gòu)件171轉(zhuǎn)動(dòng)以加載彈簧時(shí)，復(fù)位銷187接合復(fù)位桿247上的一個(gè)銷251。如圖13所示，凸輪構(gòu)件171的順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)使復(fù)位桿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。復(fù)位桿247具有一個(gè)接合閉合支座223的凸緣253，因而閉合支座隨復(fù)位桿轉(zhuǎn)動(dòng)?；蛘?，閉合支座223當(dāng)然也可以具有一個(gè)由復(fù)位桿247接合的凸緣。聯(lián)桿245將閉合彈鍵板235推向閉合D彈鍵軸239，閉合彈鍵板235上的倒圓的角部235R轉(zhuǎn)動(dòng)閉合D彈鍵軸239，使彈鍵軸可穿過(guò)凹口243。當(dāng)閉合彈鍵板235在閉合D彈鍵軸239上方經(jīng)過(guò)時(shí)，后者向回轉(zhuǎn)動(dòng)，因而當(dāng)復(fù)位桿247滑離復(fù)位銷187且拉簧231順時(shí)針?lè)较蚱珘洪]合支座223時(shí)，彈鍵凸耳241接合閉合D彈鍵軸239，以便將閉合支座223保持在圖14所示的復(fù)位或鎖閉位置上。如上所述，復(fù)位桿247可獨(dú)立于閉合支座223轉(zhuǎn)動(dòng)，但是它被第二拉簧255(見(jiàn)圖16)壓靠在閉合支座上。但是，由于手動(dòng)加載系統(tǒng)具有一個(gè)棘輪機(jī)構(gòu)，該棘輪機(jī)構(gòu)在手柄再循環(huán)過(guò)程中使凸輪組件107可以退避(backoff)，因而復(fù)位銷187可以接合復(fù)位桿247，使其反抗第二拉簧255的偏壓力順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)并離開(kāi)鎖閉的閉合支座223。這是本發(fā)明的一個(gè)重要特征，可防止閉合支座機(jī)構(gòu)221的損壞。
如上所述，跳閘D彈鍵軸213被轉(zhuǎn)動(dòng)以打開(kāi)斷路器，該跳閘D彈鍵軸213完全由兩側(cè)板97支承，如圖17所示。跳閘D彈鍵軸設(shè)置在操縱機(jī)構(gòu)17的頂部，一端具有一個(gè)咬合的模制塑料平臺(tái)257，另一端有兩個(gè)另外的平臺(tái)259和261，都在側(cè)板97的外側(cè)。模制塑料平臺(tái)257和259鍵接于跳閘D彈鍵軸213在側(cè)板97外側(cè)的每端上的平面。平臺(tái)261可自由在跳閘D彈鍵軸213上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但具有一個(gè)接合平臺(tái)259的延伸部以將其聯(lián)結(jié)于跳閘D彈鍵軸。這些模制平臺(tái)由電磁線圈接合以便轉(zhuǎn)動(dòng)跳閘D彈鍵軸213，從而以上面描述的方式打開(kāi)斷路器。平臺(tái)257由一個(gè)低電壓電磁線圈(如果設(shè)置的話)接合。平臺(tái)259由一個(gè)可遙控的輔助跳閘電磁線圈轉(zhuǎn)動(dòng)(未畫(huà)出，如果設(shè)置的話)。平臺(tái)261由一個(gè)跳閘啟動(dòng)器(未畫(huà)出，如果設(shè)置的話)接合，該跳閘啟動(dòng)器響應(yīng)于受保護(hù)電路中的過(guò)流或短路由跳閘裝置37賦能。
如圖17所示，閉合D彈鍵軸239平行于機(jī)構(gòu)17頂部附近的跳閘D彈鍵軸213，也完全由側(cè)板97支承?，F(xiàn)在也參閱圖18至21，一個(gè)模制的閉合松釋平臺(tái)263安裝在閉合D彈鍵軸239上但可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。這是由于閉合松釋平臺(tái)263是聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)265的一部分，該聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)優(yōu)先使觸頭43跳閘。該聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)265包括一對(duì)在閉合松釋平臺(tái)263外側(cè)鍵接于閉合D彈鍵軸239的閉合彈簧松釋桿267。每根閉合彈簧松釋桿267具有與桿成橫向延伸的止動(dòng)器269。止動(dòng)器269被一拉簧273(見(jiàn)圖4)偏壓在止動(dòng)軸271上，以便將閉合D彈鍵軸保持在扳起的位置上。閉合松釋平臺(tái)263被一拉簧275(見(jiàn)圖4)順時(shí)針?lè)较蚶驁D18的水平位置。一個(gè)滑板形式的聯(lián)鎖構(gòu)件277夾置在閉合彈簧松釋平臺(tái)263和在一側(cè)的閉合彈簧松釋桿267之間。長(zhǎng)形滑板277寬松地安裝在穿過(guò)長(zhǎng)槽279的跳閘D彈鍵軸213上?；?77具有一個(gè)在一端上的凸起281，當(dāng)滑板處于圖18所示的第一位置時(shí)，該凸起281與閉合彈簧松釋平臺(tái)263上的銷283對(duì)準(zhǔn)。因此，當(dāng)滑板277處于上述位置時(shí)，閉合彈簧松釋平臺(tái)263例如被閉合電磁線圈285向下轉(zhuǎn)動(dòng)，這使銷283接合滑板277上的凸起281，從而將閉合彈簧松釋平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)變成閉合彈簧松釋桿267的轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖19所示。這使閉合D彈鍵銷239轉(zhuǎn)動(dòng)以松釋閉合支座彈鍵組件225，從而使閉合支座223退回，導(dǎo)致閉合彈簧18的松釋，以及使觸頭43閉合。閉合彈簧松釋平臺(tái)263也可由閉合按鈕23轉(zhuǎn)動(dòng)，這將在下面描述。
鄰近于滑板277上的凸起設(shè)有一凹部287。閉合彈簧松釋平臺(tái)263的繼續(xù)向下轉(zhuǎn)動(dòng)使銷283滑離滑板上的凸起281并落入凹部287。這使閉合彈簧松釋桿267，以及閉合D彈鍵銷239返回銷閉位置，導(dǎo)致圖20所示的狀態(tài)。在這點(diǎn)上閉合彈簧18可再被加載。如果沒(méi)有本發(fā)明的聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)165，那么，閉合電磁線圈285或閉合按鈕23的繼續(xù)啟動(dòng)就會(huì)形成“驅(qū)動(dòng)通過(guò)(firing through)”或閉合彈簧的再松釋。圖20所示的狀態(tài)可防止該情況發(fā)生，因而形成一種“防泵送(anti-pumping)”特征。當(dāng)銷283開(kāi)始滑離凸起281及進(jìn)入凹部287時(shí)，它將滑板277向右拉至圖20所示位置。直至閉合彈簧松釋桿267已通過(guò)閉合D彈鍵銷239的轉(zhuǎn)動(dòng)而充分轉(zhuǎn)動(dòng)以松釋閉合支座彈鍵組件25時(shí)才出現(xiàn)上述狀態(tài)，這一點(diǎn)是很重要的。這是通過(guò)下述方式保證的，即，選定銷283的尺寸，使得直到閉合D彈鍵銷已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)而松釋閉合支座彈鍵組件25時(shí)銷283的邊緣才超越限定凹部287的凸起281的邊緣，從而產(chǎn)生拉動(dòng)滑板277的分力。
如圖21所示向右移動(dòng)滑板277至第二位置，使閉合彈簧松釋平臺(tái)263上的銷283不再接合滑板上的凸起281而是在凹部287中自由移動(dòng)，因而閉合彈簧松釋桿不隨閉合彈簧松釋平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，因而閉合彈簧18不被松釋?；?77被彈簧289偏壓至圖18所示的第一位置，在該位置上閉合彈簧松釋平臺(tái)263的啟動(dòng)使閉合彈簧松釋桿267轉(zhuǎn)動(dòng)?；?77被一個(gè)極軸33上的凸起部291形式的觸頭閉合構(gòu)件移至第二位置，極軸33轉(zhuǎn)動(dòng)以接合滑板277的端部并將其移至第二位置，在該位置上，當(dāng)觸頭43閉合時(shí)，閉合彈簧的松釋被超越。滑板277也被跳閘平臺(tái)259上的凸起293移至一個(gè)第二超越位置，凸起293通常伸入在滑板277頂部上的凹口295中。但是，如果跳閘D彈鍵銷213被啟動(dòng)，使跳閘平臺(tái)259順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，那么，凸起293則在凹口295的端部上接合滑板277，并將其移向圖21所示的第二位置。因此，如果跳閘機(jī)構(gòu)203被啟動(dòng)，那么，閉合彈簧組件225就不能被啟動(dòng)。
應(yīng)當(dāng)注意的是，跳閘機(jī)構(gòu)203及閉合彈簧彈鍵組件225都無(wú)需作任何調(diào)節(jié)。裝有彈鍵銷213和239的側(cè)板97上的孔提供了足以保證彈鍵良好接合的對(duì)準(zhǔn)作用。還應(yīng)當(dāng)注意的是，任何彈鍵或其相關(guān)零件都無(wú)需使用軸承。側(cè)板97上的沖孔提供了所有軸承要求，這是由于上述零件有相對(duì)較輕的負(fù)載和低的速度。另外，聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)無(wú)需潤(rùn)滑，這是由于零件是很光滑的模制塑料件。
如上所述，為了閉合和打開(kāi)斷路器的觸頭43分別設(shè)有按壓閉合按鈕23和按壓打開(kāi)按鈕25。這些按鈕直接安裝在組合的操縱機(jī)構(gòu)上并是其一部分。如圖22-24和26所示，按鈕23和25是模制的基本呈平面的構(gòu)件，在下端具有橫向孔297，沿小于180度，最好大約為160度的側(cè)緣是敞開(kāi)的。這兩個(gè)模制的按鈕23和25可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一個(gè)穿過(guò)側(cè)板97的共用的樞軸構(gòu)件301上。共用樞軸構(gòu)件301的在側(cè)板之間的部分，如上所述，是由一個(gè)固定側(cè)板之間的間距的隔件101之一構(gòu)成的。螺紋軸103伸出圖22中的右側(cè)板97，支承一個(gè)構(gòu)成與隔件101直徑相同的圓筒形構(gòu)件的套筒303。按壓閉合按鈕23如圖26所示咬合在套筒303上，而按壓打開(kāi)按鈕25則咬合在隔件101上。一個(gè)固定在按壓閉合按鈕23頂部的操縱銷305沿右側(cè)板97與共用樞軸成橫向延伸，當(dāng)按壓至啟動(dòng)位置時(shí)接合閉合彈簧松釋平臺(tái)263以松釋閉合彈簧。該按壓閉合按鈕23被拉簧307(見(jiàn)圖26)和偏壓彈簧松釋平臺(tái)263的彈簧231(見(jiàn)圖4)偏壓至非啟動(dòng)位置。同樣，按壓打開(kāi)按鈕25具有一個(gè)沿圖22中左側(cè)板97延伸，與樞軸成橫向，當(dāng)啟動(dòng)時(shí)接合跳閘平臺(tái)259上的鍵片311以打開(kāi)觸頭。按壓打開(kāi)按鈕25被一個(gè)類似于彈簧307的扭簧(未畫(huà)出)偏壓至非啟動(dòng)位置。
如前所述，按鈕在操縱機(jī)構(gòu)17上的安裝時(shí)難于將按鈕與外殼上的開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明中設(shè)置了面板19通過(guò)該面板可以夠到打開(kāi)和閉合按鈕23和25，從而克服上述難點(diǎn)。面板19也固定在操縱機(jī)構(gòu)上，固定方式將在下文描述，這樣就沒(méi)有了按鈕相對(duì)于面板對(duì)準(zhǔn)的問(wèn)題。面板19在蓋9上的開(kāi)口21后面對(duì)準(zhǔn)，蓋9構(gòu)成斷路器(見(jiàn)圖1)外殼3的一部分。面板19的面積稍大于開(kāi)口21，因而考慮到各零件的公差，當(dāng)將蓋放置在操縱機(jī)構(gòu)上時(shí)，開(kāi)口21也總能被面板19填滿。
本發(fā)明的另一個(gè)獨(dú)特的特征是面板19以固定的位置安裝在操縱機(jī)構(gòu)17的前部的方式?，F(xiàn)在也參閱圖24和25，可以看出，面板19是一個(gè)模制的平面構(gòu)件，帶有成對(duì)的整體上、下安裝凸緣315t和315b。面板借助穿過(guò)凸緣315和側(cè)板97的安裝棒317固定在側(cè)板97上。下凸緣315b在橫向上是間隔開(kāi)來(lái)的，抵靠側(cè)板97，因而在橫向上固定面板19的位置。從面板19的大致中央向后延伸的模制凸起319接合一個(gè)側(cè)板97的前緣上的凹口321，以便在垂向上固定面板的位置。
本發(fā)明也克服了使閉合彈簧加載/卸載指示器27及觸頭打開(kāi)/閉合指示器29與外殼上的孔對(duì)準(zhǔn)時(shí)通常會(huì)遇到的問(wèn)題。按照本發(fā)明，指示器27和29直接安裝在面板19上的開(kāi)口323和325中，如圖24-27所示。如圖27所示，模制指示器如加載/卸載指示器27模制有一個(gè)拱形前面327。加載彈簧的第一和第二加載和卸載狀態(tài)是由拱形前面327下半部上的文字標(biāo)號(hào)DISCHARGE(卸載)和松釋的彈簧的符號(hào)，以及由拱形前面上半部上的文字標(biāo)號(hào)CHARGED(加載)和壓縮的彈簧的符號(hào)來(lái)指示的?？煞珠_(kāi)的觸頭狀態(tài)是由指示器29的拱形面上的文字標(biāo)號(hào)OPEN(打開(kāi))和CLOSED(閉合)指示的。
指示器27和29借助整體凸緣329可擺動(dòng)地安裝在面板19中的開(kāi)口323和325中，凸緣329模制在面板背面上，在開(kāi)口旁邊并具有面對(duì)的樞銷331。指示器借助支承件可擺動(dòng)地支承在銷331上，支承件是整體向后延伸的凸緣333形式的，凸緣333具有孔335，銷331咬合在孔335中可擺動(dòng)地安裝指示器。
指示器27和29借助“快動(dòng)(snap action)”啟動(dòng)器337和339在其有關(guān)的指示之間轉(zhuǎn)動(dòng)?！翱靹?dòng)”的意思是指示器27和29具有指示閉合彈簧和觸頭的兩種狀態(tài)的不同位置，它們不是緩慢地從一種指示變成另一種指示，而是快速地從一種指示跳向另一種指示。
閉合彈簧指示器27的“快動(dòng)”啟動(dòng)器337包括凸輪軸115。如前所述，安裝在凸輪軸115上的凸輪構(gòu)件171在其轉(zhuǎn)動(dòng)的半部中加載閉合彈簧18，在其轉(zhuǎn)動(dòng)的另一部分中則提供儲(chǔ)存在彈簧中的能量以閉合觸頭43。因此，固定著凸輪構(gòu)件171的凸輪軸115的轉(zhuǎn)動(dòng)位置可提供彈簧18加載狀態(tài)的可靠指示。如圖28至30所示，超出側(cè)板97的凸輪軸115的外端具有一個(gè)圓周表3H，其徑向的不連續(xù)性是由一個(gè)凹部343提供的，凹部343是由凸輪軸115上的一個(gè)平面形成的。為了將凸輪軸115的轉(zhuǎn)動(dòng)位置與指示器27的加載/卸載標(biāo)識(shí)相連結(jié)，在搖臂銷127一端上擺動(dòng)的桿345形式的一個(gè)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件由拉簧347拉向凸輪軸115。如圖28所示，驅(qū)動(dòng)桿345的第二端當(dāng)閉合彈簧18完全卸載時(shí)抵靠凸輪軸115的圓周面341。由驅(qū)動(dòng)構(gòu)件在一端接合的鋼絲構(gòu)件349由一對(duì)在面板19后端模制的導(dǎo)向器351引導(dǎo)作垂向運(yùn)動(dòng)(也見(jiàn)圖25)。鋼絲構(gòu)件349上端的銷353接合指示器27的樞軸后面的指示器凸緣333上的凹口355。當(dāng)閉合彈簧完全卸載時(shí)顯示文字標(biāo)識(shí)DISCHARGED(卸載)。
當(dāng)閉合彈簧18通過(guò)凸輪軸115的轉(zhuǎn)動(dòng)而加載時(shí)，凸輪軸如圖28中箭頭所示逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)大約175度至圖29所示位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)桿345一直抵靠凸輪軸115上的圓周面341。如上所述，加載凸輪173在170度時(shí)已達(dá)峰點(diǎn)，現(xiàn)在正由加載彈簧驅(qū)動(dòng)。如圖29所示，驅(qū)動(dòng)桿345正在凸輪軸115上的凹部343的邊緣上。當(dāng)彈簧18將凸輪轉(zhuǎn)至圖30所示的閉合位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)桿345的第二端脫離凸輪軸115上的圓周面341，落入凹部343中，這使指示器27快動(dòng)至加載位置，在窗口中顯示CHARGED(加載)文字標(biāo)識(shí)。驅(qū)動(dòng)桿345被止動(dòng)器357擋在凹部343中，止動(dòng)器357是由凸輪軸襯套117環(huán)部上的一個(gè)凹口形成的。
例如通過(guò)按壓閉合按鈕29或啟動(dòng)閉合電磁線圈，閉合彈簧被松釋。閉合彈簧87(見(jiàn)圖2)中儲(chǔ)存的能量的突然釋放使凸輪軸115沿圖30中箭頭所示方向迅速轉(zhuǎn)至圖28所示的完全閉合位置。從圖30可以看出，凸輪軸115上的平面向下推動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿345，直至第二端再次接合圓周面341，如圖28所示。
提供觸頭43狀態(tài)指示的打開(kāi)/閉合指示器29由極軸33驅(qū)動(dòng)，這可以提供觸頭狀態(tài)的可靠指示。如圖31和32所示，指示器29的快動(dòng)啟動(dòng)器339包括一個(gè)基本呈L形的打開(kāi)/閉合驅(qū)動(dòng)器359，該驅(qū)動(dòng)器可擺動(dòng)地安裝在閉合支座樞銷229上。安裝在打開(kāi)/閉合驅(qū)動(dòng)器359的一條臂上的銷361被拉簧367拉靠在打開(kāi)/閉合滑板365上的一個(gè)肩部363上。打開(kāi)/閉合滑板365是一個(gè)長(zhǎng)形構(gòu)件，一端可滑動(dòng)地通過(guò)槽369安裝在閉合支座樞銷229上，另一端通過(guò)長(zhǎng)槽373安裝在一個(gè)銷371上。打開(kāi)/閉合驅(qū)動(dòng)器359上的第二臂375具有一條槽377，該槽由鋼絲構(gòu)件381上的彎曲下端379接合。鋼絲構(gòu)件381的上端383側(cè)向彎曲以接合指示器29上的凹口384。鋼絲構(gòu)件381通過(guò)面板19背面上模制的導(dǎo)向器385支承在兩端的中部。打開(kāi)/閉合滑板365、打開(kāi)/閉合驅(qū)動(dòng)器359和鋼絲構(gòu)件381具有一個(gè)連接于打開(kāi)/閉合指示器29的驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿機(jī)構(gòu)。
觸頭43閉合時(shí)，打開(kāi)/閉合指示器29的快動(dòng)啟動(dòng)器339被彈簧367偏壓至圖31所示的位置，在該位置上，打開(kāi)/閉合指示器29向下轉(zhuǎn)動(dòng)以便在窗口325中顯示文字標(biāo)識(shí)CLOSED(閉合)。當(dāng)觸頭43打開(kāi)時(shí)，極軸33轉(zhuǎn)至圖32所示位置，其中，極軸凸起部387接合打開(kāi)/閉合滑板365，將其向右驅(qū)動(dòng)。這使打開(kāi)/閉合驅(qū)動(dòng)器359順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。將鋼絲構(gòu)件381向下拉動(dòng)，以便使打開(kāi)/閉合指示器29逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，從而在窗口325中顯示文字標(biāo)識(shí)OPEN(打開(kāi))。極軸33被閉合彈簧18迅速?gòu)膱D32所示的打開(kāi)位置轉(zhuǎn)至圖31所示位置以閉合觸頭。這使打開(kāi)/閉合指示器29在彈簧367的作用下從顯示文字標(biāo)識(shí)OPEN(打開(kāi))快動(dòng)至顯示文字標(biāo)識(shí)CLOSED(閉合)。同樣，當(dāng)觸頭被彈簧87打開(kāi)時(shí)，極軸33迅速轉(zhuǎn)至圖32所示位置。應(yīng)當(dāng)注意的是，打開(kāi)/閉合指示器被偏壓至“閉合”位置，只是在極軸轉(zhuǎn)動(dòng)的很快的那個(gè)部分中快動(dòng)至打開(kāi)位置。因此，如果觸頭被焊合，指示器將繼續(xù)顯示不安全的“閉合”指示。
如前所述，閉合彈簧18可以手動(dòng)或電動(dòng)地通過(guò)凸輪軸115的轉(zhuǎn)動(dòng)而加載。手動(dòng)或電動(dòng)使凸輪軸115轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)387表示在圖33-37中。該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)387包括一對(duì)鍵接于凸輪軸115上的平面的棘輪389a和389b。一個(gè)手柄脫開(kāi)凸輪391和一個(gè)電機(jī)脫開(kāi)凸輪393也在棘輪389之間鍵接在凸輪軸上。銷395將凸輪391和393連接于棘輪389，因而轉(zhuǎn)矩可從棘輪通過(guò)凸輪391和393傳入凸輪軸115，以及通過(guò)棘輪直接傳入凸輪軸115。
棘輪389由加載手柄31通過(guò)手柄驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿397轉(zhuǎn)動(dòng)，聯(lián)桿397由兩根聯(lián)桿397a和397b構(gòu)成，聯(lián)桿397b只有靠近自由端的一個(gè)凸輪表面399。手柄驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿397的自由端在成對(duì)的棘輪389之間延伸，并具有一個(gè)可接合棘輪上的圓周棘齒403的手柄驅(qū)動(dòng)銷401。手柄驅(qū)動(dòng)銷397的另一端通過(guò)樞銷405可擺動(dòng)地連接于手柄31。
手柄31可擺動(dòng)地安裝在搖臂銷127的延伸部上并由一個(gè)C形夾限位。由一對(duì)板409a和409b構(gòu)成的止動(dòng)器409也樞接在搖臂銷127上。止動(dòng)器409也在棘輪板389a和389b之間延伸，并具有一個(gè)接合棘齒403的橫向止動(dòng)銷411。一個(gè)拉簧413(見(jiàn)圖36)相向偏壓手柄驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿397和止動(dòng)器409，并將它們偏壓向與棘輪389接合的狀態(tài)。另外，一個(gè)拉簧415安裝在搖臂銷127上并具有一個(gè)腿部415a，該腿部抵靠手柄的下側(cè)并將其偏壓向一個(gè)圖33所示的暫停位置，還具有一個(gè)第二臂415b，它抵靠止動(dòng)器的下側(cè)，將其偏壓向棘輪389。
本發(fā)明的另一個(gè)獨(dú)特的特征是棘齒403和驅(qū)動(dòng)銷401和止動(dòng)銷411的結(jié)構(gòu)。如圖35所示，棘齒403為拱形結(jié)構(gòu)，其根部403r的半徑與手柄驅(qū)動(dòng)銷401及止動(dòng)銷411的半徑互補(bǔ)。這種結(jié)構(gòu)可減少棘齒403根部的應(yīng)力集中，使棘輪389易于制造，可方便地從平板原料沖壓制成。手柄驅(qū)動(dòng)銷401和止動(dòng)銷采用車(chē)制銷消除了采用普通的直邊緣的驅(qū)動(dòng)和止動(dòng)齒形成的應(yīng)力集中。
閉合彈簧18是通過(guò)沿圖33，34和36中的順時(shí)針?lè)较蛳蛳吕瓌?dòng)手柄31而手動(dòng)加載的。當(dāng)向下拉動(dòng)手柄31時(shí)，手柄驅(qū)動(dòng)銷401接合每個(gè)棘輪389a和389b上的棘齒403，使凸輪軸115順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。彈簧413和415使止動(dòng)器在順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的棘齒403上經(jīng)過(guò)。在手柄行程結(jié)束時(shí)，扭簧415使手柄返回暫停位置。彈簧413再次使手柄驅(qū)動(dòng)銷在由止動(dòng)器409保持靜止的棘齒上經(jīng)過(guò)。由于手柄31安裝在搖臂銷127上而不是凸輪軸115上，使其繞平行于棘輪軸線但又與該軸線側(cè)向間隔開(kāi)來(lái)的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，因而驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿397可在下述點(diǎn)上通過(guò)銷405連接于手柄31，該點(diǎn)比棘輪389a和389b的半徑更靠近搖臂銷127形成的軸線。這種布置為手柄31提供了更大的機(jī)械效率，手柄31當(dāng)然比棘輪389a和389b的半徑長(zhǎng)得多。
手柄31往復(fù)移動(dòng)，逐步使棘輪389轉(zhuǎn)動(dòng)，因而轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸115，使彈簧18加載，當(dāng)彈簧18變得完全加載時(shí)，手柄脫開(kāi)凸輪391轉(zhuǎn)至凸輪凸起部391a接合手柄驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿板397b上的凸輪表面399且抬起驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿397的位置，因而手柄驅(qū)動(dòng)銷401與棘輪389的棘齒脫開(kāi)。因此，當(dāng)閉合彈簧18已經(jīng)加載，閉合支座223抵靠凸輪構(gòu)件171時(shí)(如圖14所示)，手柄31脫開(kāi)連接，使力不再轉(zhuǎn)動(dòng)抵靠閉合支座223的凸輪軸115。
當(dāng)閉合彈簧18松釋時(shí)，凸輪軸115迅速轉(zhuǎn)動(dòng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)生上述情況時(shí)，由于迅速轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒403引起的手柄驅(qū)動(dòng)銷401的回跳使手柄突然脫開(kāi)暫停位置。這可以通過(guò)下述布置防止，即，當(dāng)手柄處于暫停位置時(shí)使驅(qū)動(dòng)銷401與棘齒403脫開(kāi)。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)在手柄驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿397頂部上的蓋板417形式的側(cè)向凸起發(fā)揮上述作用。該蓋板417當(dāng)手柄處于暫停位置上時(shí)處于棘齒403頂部上，因而使手柄驅(qū)動(dòng)銷401抬離棘齒403，如圖33所示。這并不干擾手柄31的正常工作，因?yàn)楫?dāng)向下拉動(dòng)手柄時(shí)，蓋板417沿齒滑動(dòng)直至手柄驅(qū)動(dòng)銷401下落而與每個(gè)棘輪389上的齒463接合。蓋板417最好是彈性樹(shù)脂材料的模制件。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)387也包括一個(gè)電機(jī)操縱器419，該電機(jī)操縱器包括一個(gè)小型高轉(zhuǎn)矩電機(jī)421及一個(gè)減速齒輪箱423。安裝板425將可選用的電機(jī)操縱器安裝在操縱機(jī)構(gòu)17的側(cè)面上，支承點(diǎn)包括彈簧支承銷141。如圖36和37所示，齒輪箱的輸出軸(未畫(huà)出)具有一個(gè)偏心輪427，電機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿431通過(guò)樞銷429安裝在偏心輪427上。驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿431由兩塊板431a和431b構(gòu)成，它們?cè)谧杂啥烁浇С幸粋€(gè)橫向車(chē)制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)銷433。電機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿431a具有一個(gè)鄰近于電機(jī)驅(qū)動(dòng)銷433的凸輪表面435。托架437支承一個(gè)拉簧439，如圖37所示，該拉簧逆時(shí)針?lè)较蚱珘弘姍C(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿431。一個(gè)由托架437上的凸緣支承的V形塑料止動(dòng)器432使電機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿431定心，以適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)而接合棘輪389。如圖36所示，電機(jī)操縱器419安裝在操縱機(jī)構(gòu)17的側(cè)面上，彈簧439偏壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)銷433與棘輪389的棘齒403接合。電機(jī)421的運(yùn)轉(zhuǎn)使偏心輪427轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使電機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿43往復(fù)運(yùn)動(dòng)，逐步轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪389。當(dāng)閉合彈簧18變得完全加載時(shí)，電機(jī)脫開(kāi)凸輪393轉(zhuǎn)至一個(gè)位置(未畫(huà)出)，在該位置上，凸起部393a接合電機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿413a上的凸輪表面435，將電機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿431抬離棘輪389，因而電機(jī)驅(qū)動(dòng)銷433與棘齒403脫開(kāi)。這防止了轉(zhuǎn)矩繼續(xù)施加在凸輪軸上，此時(shí)凸輪軸由閉合支座223限制不能轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，裝在凸輪軸115的在棘輪389外側(cè)的端部上的電機(jī)斷開(kāi)凸輪441(見(jiàn)圖33)轉(zhuǎn)至一個(gè)位置，在該位置上，它接合一個(gè)關(guān)斷電機(jī)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)443，微動(dòng)開(kāi)關(guān)443安裝在平臺(tái)445上，平臺(tái)445則固定在安裝板425上。軸向延伸的凸輪表面441c驅(qū)動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)443以關(guān)斷電機(jī)421。
使手柄驅(qū)動(dòng)銷401與棘齒403和棘輪389脫開(kāi)的另一種布置表示在圖38中。在這種布置中，一個(gè)提升構(gòu)件或例如套筒447形式的止動(dòng)器借助螺栓449鄰近于棘輪389固定在側(cè)板97上。當(dāng)手柄31返回圖38中實(shí)線所示的暫停位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿397b上的凸輪表面399接合提升構(gòu)件447并如圖所示順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿，使驅(qū)動(dòng)銷401與棘齒403脫開(kāi)。因此，當(dāng)閉合彈簧松釋，棘輪迅速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)聯(lián)桿保持與棘輪脫離，手柄31不受干擾。當(dāng)手柄順時(shí)針?lè)较虮焕瓌?dòng)時(shí)，它轉(zhuǎn)動(dòng)大約15度至圖38中虛線所示位置，在該位置上，驅(qū)動(dòng)銷401再次接合棘齒403。在棘齒被接合前，提升構(gòu)件447和蓋板417都可提供手柄的這種大約15度的運(yùn)動(dòng)。這使得使用者在手柄加載前可以牢握手柄。
如前所述，操縱機(jī)構(gòu)17的主要構(gòu)件都安裝在側(cè)板97之間并由其支承。這樣就可形成一種可以分開(kāi)裝配的操縱機(jī)構(gòu)組件。所有構(gòu)件都是標(biāo)準(zhǔn)的，只有閉合彈簧因不同的電流額定值而不同。因此，除閉合彈簧要根據(jù)確定的應(yīng)用場(chǎng)合而加以選擇以外，操縱機(jī)構(gòu)可以完全裝好，庫(kù)存待用。
在側(cè)板之間或在側(cè)板上安裝所有構(gòu)件的這種布置，如上所述，當(dāng)將零件裝在側(cè)板間時(shí)可消除對(duì)于許多緊固件的需要。另外，為了轉(zhuǎn)動(dòng)負(fù)載輕的軸，無(wú)需單獨(dú)的軸承，這是由于側(cè)板的固定的對(duì)準(zhǔn)保證了軸的對(duì)準(zhǔn)，側(cè)板上的孔提供了適宜的支承。與此有關(guān)，為軸設(shè)置的孔是沖出的，大家知道，這可以在沖出的孔中產(chǎn)生薄的環(huán)形表面，它比用作軸承的板的厚度更薄。
這種標(biāo)準(zhǔn)化組合結(jié)構(gòu)也可簡(jiǎn)化操縱機(jī)構(gòu)17的裝配。如圖4所示，操縱機(jī)構(gòu)可以在側(cè)板97之一上構(gòu)制起來(lái)。當(dāng)所有零件裝好時(shí)將另一側(cè)板放置在頂部上，由螺母105(見(jiàn)圖3)固定。為了便于裝配，各軸具有裝在側(cè)板之間的相同的長(zhǎng)度，但是具有裝在側(cè)板上的孔中的不同長(zhǎng)度的減徑端部。因此，如圖39所示，銷451a-451d都具有插入一個(gè)側(cè)板971上的孔455a-455d中相同長(zhǎng)度的減徑端部453a-453d。在所有構(gòu)件(圖40中未畫(huà)出)都已裝好后，第二側(cè)板972放置在頂部，使軸451a-451d的第二端部457a-457d與孔459a-459d對(duì)準(zhǔn)。各銷不必同時(shí)插入上部的側(cè)板972上的孔中，減徑端部457a較其余的更長(zhǎng)，可以首先插入與其相關(guān)的孔中。隨著側(cè)板972的下降，銷451b的較短的端部457b插入其孔459b中。同樣，隨著側(cè)板的連續(xù)下降，每根軸也裝在側(cè)板972中，但是不必使所有的銷同時(shí)對(duì)準(zhǔn)。
雖然已詳述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是本專業(yè)技術(shù)人員懂得，按照所公開(kāi)的技術(shù)內(nèi)容可對(duì)其細(xì)節(jié)作各種修改和變化。因此，所公開(kāi)的具體布置只是描述性的，并非對(duì)本發(fā)明范圍的限定。
權(quán)利要求
1.用于電開(kāi)關(guān)設(shè)備(1)的自支承操縱機(jī)構(gòu)組件(17)，包括一對(duì)側(cè)板(97)，其上有多個(gè)對(duì)準(zhǔn)的孔(135)；多個(gè)長(zhǎng)形構(gòu)件(97)，每個(gè)長(zhǎng)形構(gòu)件具有鄰近每端的肩部、穿過(guò)所述一對(duì)側(cè)板(97)上相應(yīng)的所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)的孔的延伸部(103)和接合所述延伸部(103)且將所述側(cè)板(97)夾緊在所述肩部上以便以間隔開(kāi)來(lái)的關(guān)系緊固所述側(cè)板的緊固件(105)；以及操縱構(gòu)件(18，107，109，113)，包括一個(gè)閉合彈簧(18)、一個(gè)凸輪組件(107)和一個(gè)聯(lián)結(jié)所述閉合彈簧(18)和所述凸輪組件(107)的搖臂組件(109)，所有這些都設(shè)置在所述側(cè)板(97)之間并基本完全由其支承。
2.如權(quán)利要求1所述的操縱機(jī)構(gòu)組件(17)，其特征在于所述側(cè)板(97)是基本相同的且是可以互換的。
3.如權(quán)利要求1所述的操縱機(jī)構(gòu)組件(17)，其特征在于設(shè)置在所述側(cè)板(97)之間且由其支承的所述操縱構(gòu)件(18，107，109，113)包括由與所述側(cè)板(97)成橫向延伸的銷(167)支承且具有面對(duì)所述側(cè)板(97)以便所述銷(167)保持在位的頭部(169)的零件(165)。
4.如權(quán)利要求1所述的操縱機(jī)構(gòu)組件(17)，其特征在于所述操縱構(gòu)件(18，107，109，113)包括直接裝在所述側(cè)板(97)上的面對(duì)的孔(455，459)中的旋轉(zhuǎn)軸(451)。
5.如權(quán)利要求1所述的操縱機(jī)構(gòu)組件(17)，其特征在于所述操縱構(gòu)件(18，107，109，113)包括多根軸，每個(gè)軸具有裝在所述側(cè)板(97)上的面對(duì)的孔(455，459)中的減徑端部(453，457)，在所述多根軸(451)的共同端部上的減徑端部(457)具有逐漸增加的長(zhǎng)度，以便在裝配過(guò)程中相繼地插入所述一個(gè)側(cè)板(972)上的所述孔(459)中。
6.如權(quán)利要求1所述的操縱機(jī)構(gòu)組件(17)，其特征在于所述凸輪組件(107)包括一對(duì)具有非圓形周面的襯套(117)，其裝在所述側(cè)板(97)上的互補(bǔ)的非圓形的面對(duì)的孔(119)中，所述襯套(117)具有抵靠所述側(cè)板的內(nèi)表面(123)的凸緣(121)；一根可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在所述襯套(117)之間的凸輪軸(115)；以及一個(gè)安裝在所述凸輪軸(115)上的凸輪構(gòu)件(171)。
7.如權(quán)利要求1所述的操縱機(jī)構(gòu)組件(17)，其特征在于所述凸輪組件(107)包括一根帶有支承在所述側(cè)板(97)中的凸輪軸(117)，所述搖臂組件(109)包括一個(gè)繞搖臂銷(127)轉(zhuǎn)動(dòng)的搖臂(155)，所述搖臂銷(127)支承在所述側(cè)板(97)中，以便在所述凸輪構(gòu)件(171)和所述螺旋壓簧(18)之間傳遞力，所述彈簧支承組件(113)將所述螺旋壓簧(18)安裝在所述側(cè)板(97)之間，以便隨所述搖臂(155)搖動(dòng)，在所述螺旋壓簧(18)和所述搖臂(155)之間總是?；驹谒雎菪龎夯?18)縱向上的力。
8.如權(quán)利要求7所述的操縱機(jī)構(gòu)組件(17)，其特征在于所述彈簧支承組件(113)包括一個(gè)縱向穿過(guò)所述螺旋壓簧(18)且基本平行于所述側(cè)板(97)的長(zhǎng)形導(dǎo)向構(gòu)件(143)，以及一個(gè)抵靠所述螺旋壓簧(18)一端的托架(137)，所述長(zhǎng)形導(dǎo)向構(gòu)件(143)穿過(guò)該托架并借助也穿過(guò)所述長(zhǎng)形導(dǎo)向構(gòu)件(143)的托架銷(149)可擺動(dòng)地連接于所述搖臂(155)。
9.如權(quán)利要求8所述的操縱機(jī)構(gòu)組件(17)，其特征在于所述凸輪構(gòu)件(171)包括一對(duì)外包一個(gè)驅(qū)動(dòng)凸輪(175)的加載凸輪板(173a，173b)，所述搖臂(155)具有一對(duì)抵靠所述一對(duì)加載凸輪板(173a，173b)的滾柱(165)，一對(duì)用于支承所述一對(duì)滾柱(165)的U形夾(163)，以及將所述滾柱(165)安裝在所述U形夾(163)上的樞銷(167)，所述樞銷(167)在其外端具有擴(kuò)大的頭部(169)，因而所述側(cè)板(97)將所述樞銷(167)保持在位。
10.電開(kāi)關(guān)設(shè)備(1)，包括至少一個(gè)電極(10)，其具有包括固定觸頭裝置(45)和活動(dòng)觸頭裝置(47)的可分開(kāi)的觸頭(43)，以及安裝所述活動(dòng)觸頭裝置(47)以便作打開(kāi)和閉合所述可分開(kāi)的觸頭(43)的運(yùn)動(dòng)的承載件(55)；以及一個(gè)操縱機(jī)構(gòu)(17)，其用于在打開(kāi)和閉合位置之間移動(dòng)每個(gè)電極(10)的所述承載件(55)，以便打開(kāi)和閉合所述可分開(kāi)的觸頭(43)，所述操縱機(jī)構(gòu)(17)包括一個(gè)閉合彈簧(18)；一個(gè)凸輪構(gòu)件(171)，它具有一個(gè)聯(lián)結(jié)于所述閉合彈簧(18)的加載凸輪(173)和一個(gè)聯(lián)結(jié)于每個(gè)電極(10)的所述承載件(55)的驅(qū)動(dòng)凸輪(175)；以及施加轉(zhuǎn)矩以轉(zhuǎn)動(dòng)所述凸輪構(gòu)件(171)，以便加載所述閉合彈簧(18)的加載裝置(387)，所述加載凸輪(173)具有一個(gè)加載輪廓(189a)，其用于在所述凸輪構(gòu)件(171)角度轉(zhuǎn)動(dòng)的第一部分過(guò)程中由所述加載裝置施加轉(zhuǎn)矩而在所述閉合彈簧(18)中儲(chǔ)存能量，所述加載凸輪(173)具有一個(gè)閉合輪廓(189b)，其用于在所述凸輪構(gòu)件的角度轉(zhuǎn)動(dòng)的第二部分過(guò)程中通過(guò)釋放儲(chǔ)存在所述閉合彈簧(18)中的能量來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)所述凸輪構(gòu)件(173)并將所述至少一個(gè)電極(10)的所述承載件(55)操縱至所述閉合位置，所述加載凸輪(171)的所述閉合輪廓(189b)用于可控地釋放儲(chǔ)存在所述閉合彈簧(18)中的能量。
11.如權(quán)利要求10所述的電開(kāi)關(guān)設(shè)備(1)，其特征在于所述加載凸輪(171)的所述閉合輪廓(189b)用于在所述可分開(kāi)的觸頭(43)閉合之前可控地釋放儲(chǔ)存在所述閉合彈簧(18)的能量的至少大約50％。
12.如權(quán)利要求10所述的電開(kāi)關(guān)設(shè)備(1)，其特征在于所述閉合彈簧(18)是螺旋壓簧。
13.如權(quán)利要求12所述的電開(kāi)關(guān)設(shè)備(1)，其特征在于所述可分開(kāi)的觸頭(43)包括主觸頭(43，45)和首先閉合的滅弧觸頭(83)，所述閉合輪廓(189b)用于在所述可分開(kāi)的觸頭的閉合過(guò)程中所述滅弧觸頭(83)相觸之前可控地釋放儲(chǔ)存在所述螺旋壓簧(18)中的能量的至少大約50％。
14.如權(quán)利要求13所述的電開(kāi)關(guān)設(shè)備(1)，其特征在于所述凸輪構(gòu)件(171)的所述閉合輪廓(189b)用于在所述滅弧觸頭(83)相觸之前可控地釋放儲(chǔ)存在所述螺旋壓簧(18)中的能量的大約50％至大約70％之間。
15.如權(quán)利要求10所述的電開(kāi)關(guān)設(shè)備(1)，其特征在于所述加載凸輪(173)的所述加載輪廓(189a)用于基本在所述凸輪構(gòu)件(171)的角度轉(zhuǎn)動(dòng)的整個(gè)所述第一部分中由所述加載裝置(387)施加基本均勻的轉(zhuǎn)矩而在所述閉合彈簧(18)中儲(chǔ)存能量。
16.用于電開(kāi)關(guān)設(shè)備中的操縱機(jī)構(gòu)(17)，包括一個(gè)由一對(duì)間隔開(kāi)來(lái)的側(cè)板(97)構(gòu)成的框架(95)；一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝以便在所述側(cè)板(97)之間轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪構(gòu)件(171)；一個(gè)螺旋壓簧(18)；一個(gè)可搖動(dòng)地安裝在所述側(cè)板(97)之間以便在所述凸輪構(gòu)件和所述螺旋壓簧(18)之間傳遞力的搖臂(155)，所述搖臂(155)被所述凸輪構(gòu)件(171)搖動(dòng)以便壓縮所述螺旋壓簧(18)，以及被所述螺旋壓簧(18)的膨脹搖動(dòng)以便轉(zhuǎn)動(dòng)所述凸輪構(gòu)件(171)；以及彈簧安裝裝置(113)，它將所述螺旋壓簧(18)安裝在所述側(cè)板(97)之間并由其完全支承，從而隨所述搖臂(155)搖動(dòng)，總是保持所述力基本在所述螺旋壓簧(18)的縱向上。
17.如權(quán)利要求16所述的操縱機(jī)構(gòu)(17)，其特征在于所述彈簧安裝裝置(113)包括一個(gè)縱向穿過(guò)所述螺旋壓簧(18)的長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器(143)；在所述彈簧第一端可擺動(dòng)地連接于所述搖臂(155)的第一安裝裝置(137)，所述長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器(143)從其中穿過(guò)；以及在所述彈簧(18)第二端上的第二安裝裝置(139，141)，它包括橫向穿過(guò)所述長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器(143)且受所述側(cè)板(97)支承的安裝銷(141)。
18.如權(quán)利要求17所述的操縱機(jī)構(gòu)(17)，其特征在于所述第一安裝裝置(137，149)包括一個(gè)抵靠所述螺旋壓簧(18)第一端的托架(137)，所述長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器(143)穿過(guò)該托架；一對(duì)平行于所述長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器(143)的腿部(151)；以及一個(gè)搖臂銷(149)，它可擺動(dòng)地將所述搖臂(155)連接于所述一對(duì)腿部(151)并穿過(guò)所述長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器(143)，所述長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器(143)具有孔(147，153)，所述樞銷(141)和所述搖臂銷(149)穿過(guò)上述孔，一個(gè)上述孔(153)是長(zhǎng)形的。
19.如權(quán)利要求18所述的操縱機(jī)構(gòu)(17)，其特征在于所述搖臂銷(149)穿過(guò)的在所述長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器(143)上的所述孔(153)是長(zhǎng)形的。
20.如權(quán)利要求19所述的操縱機(jī)構(gòu)(17)，其特征在于所述第二安裝裝置(139，141)包括一個(gè)在所述螺旋壓簧(18)的所述第二端和所述安裝樞銷(141)一側(cè)之間的安裝板(139)，所述長(zhǎng)形彈簧導(dǎo)向器(143)穿過(guò)其中，所述安裝板(139)抵靠所述安裝樞銷(141)的所述一側(cè)搖動(dòng)。
21.如權(quán)利要求18所述的操縱機(jī)構(gòu)(17)，其特征在于所述螺旋壓簧(18)從一個(gè)螺旋壓簧范圍中選擇以提供預(yù)定的電流額定值，所述安裝樞銷(141)可卸去以便安裝所選擇的螺旋壓簧(18)。
22.用于電開(kāi)關(guān)設(shè)備(1)的操縱機(jī)構(gòu)(17)，包括一對(duì)以間隔開(kāi)來(lái)的關(guān)系固定以形成一個(gè)框架(95)的側(cè)板(97)；以及多個(gè)安裝在所述框架上并由其支承的構(gòu)件(18，107，109，113)，包括一個(gè)確定所述電開(kāi)關(guān)設(shè)備(1)的電流額定值的閉合彈簧(18)，以及彈簧安裝裝置(113)，它最后單獨(dú)地將所述閉合彈簧(18)安裝在所述框架(95)中，因而除了所述閉合彈簧(18)以外的所有所述構(gòu)件可以安裝在所述框架(95)上，當(dāng)確定了所述電流額定值時(shí)安裝適當(dāng)選擇的閉合彈簧(18)。
全文摘要
電開(kāi)關(guān)設(shè)備如電力斷路器、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)器或開(kāi)關(guān)具有自支承操縱機(jī)構(gòu)組件,它包括由一對(duì)側(cè)板形成的框架,側(cè)板借助隔件以間隔開(kāi)來(lái)的關(guān)系牢固夾緊?？蚣苤С兴械牟倏v機(jī)構(gòu)的構(gòu)件,包括一螺旋壓簧,它完全裝在側(cè)板之間、通過(guò)搖臂銷聯(lián)結(jié)于凸輪構(gòu)件、保持力與彈簧成縱向。凸輪構(gòu)件具有一加載凸輪,該加載凸輪帶有用于壓縮閉合彈簧的加載輪廓和閉合輪廓,彈簧通過(guò)閉合輪廓驅(qū)動(dòng)凸輪構(gòu)件以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的可控釋放,從而閉合設(shè)備的觸頭。
文檔編號(hào)H01H3/30GK1244024SQ9910650
公開(kāi)日2000年2月9日 申請(qǐng)日期1999年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月7日
發(fā)明者亨利·安東尼·威爾利三世, 雷蒙德·克里德·多蘭, 愛(ài)德華·路易斯·韋林納 申請(qǐng)人:尹頓公司