專利名稱：用于斷路器的撐動機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本主題發(fā)明涉及斷路器(circuit breaker)。更具體來說， 本主題發(fā)明涉及用于抽出式斷路器的撐動機(jī)構(gòu)(racking mechanism)。
背景技術(shù)：
抽出式斷路器通常包括用于拉進(jìn)斷路器并且將斷路器 與對應(yīng)電觸點(diǎn)連接的機(jī)構(gòu)。當(dāng)例如沿斷路器所連接到的電網(wǎng)執(zhí)行維護(hù) 時，倒轉(zhuǎn)該機(jī)構(gòu)以使斷路器與電觸點(diǎn)斷開連接。典型撐動機(jī)構(gòu)通常需 要施加大的力以撐動斷路器，以及所需的力量往往隨要接合的電觸點(diǎn) 數(shù)量增加而增加。當(dāng)觸點(diǎn)數(shù)量增加時，例如技術(shù)人員必須施加以致動 典型撐動機(jī)構(gòu)的力可能超過人體工程極限。 此外，在故障情況中，典型撐動機(jī)構(gòu)通常因故障期間發(fā) 生的電動勢而使得斷路器被推出并且與電觸點(diǎn)斷開連接。

發(fā)明內(nèi)容
用于抽出式斷路器的撐動機(jī)構(gòu)包括活動設(shè)置在外殼內(nèi) 的橫軸以及與橫軸可操作式連接的至少一個輸入連桿。至少一個撐動 凸輪活動設(shè)置在外殼內(nèi)，并且通過至少一個連接連桿與輸入連桿可操 作式連接。各撐動凸輪具有收容斷路器的 一部分的至少 一個凸輪槽。 橫軸繞橫軸軸線的運(yùn)動能夠使至少一個撐動凸輪從斷開位置運(yùn)動到 閉合位置，其中斷路器的該部分設(shè)置在至少一個凸輪槽中，由此將斷 路器固定到外殼內(nèi)。 將斷路器固定到外殼內(nèi)的一種方法包括，使設(shè)置在外殼 內(nèi)的橫軸繞橫軸軸線運(yùn)動，并且通過橫軸的運(yùn)動使至少一個輸入連桿
6運(yùn)動，該至少一個輸入連桿與橫軸可操作式連接。斷路器的至少一部 分接合在至少 一個撐動凸輪的凸輪槽中。通過該至少 一個輸入連桿的 運(yùn)動，使該至少一個撐動凸輪從斷開位置運(yùn)動到閉合位置，該至少一 個撐動凸輪與該至少一個輸入連桿可操作式連接。斷路器通過撐動凸 輪的運(yùn)動固定到連接面。 斷路器組件包括外殼，斷路器可插入外殼內(nèi)；以及撐 動機(jī)構(gòu)。撐動機(jī)構(gòu)包括活動設(shè)置在外殼內(nèi)的橫軸以及至少一個輸入連 桿，與橫軸可操作式連接。至少一個撐動凸輪活動設(shè)置在外殼內(nèi)，并 且與輸入連桿可操作式連接。各撐動凸輪具有收容斷路器的 一部分的 至少 一個凸輪槽。橫軸繞;鏡軸軸線的運(yùn)動能夠使至少 一個撐動凸輪從 斷開位置運(yùn)動到閉合位置，其中斷路器的該一部分設(shè)置在至少一個凸 輪槽中，由此將斷路器固定到外殼內(nèi)。 通過以下結(jié)合附圖的描述，這些及其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變 得更加清楚。


在本說明書的結(jié)束部分具體指出作為本發(fā)明的主題并 且在權(quán)利要求書中明確要求其權(quán)益。通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述， 本發(fā)明的上述及其它目的、特征和其它優(yōu)點(diǎn)會非常清楚，附圖包括
圖1是用于斷路器的撐動機(jī)構(gòu)的一個實(shí)施例的透視圖；
圖2是圖1的撐動機(jī)構(gòu)的一部分的放大視圖；
圖3是處于斷開位置的圖1的撐動機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖；
圖4是處于閉合位置的圖1的撐動機(jī)構(gòu)的側(cè)^L圖；
圖5是插入圖1的撐動機(jī)構(gòu)的斷路器的側(cè)視圖；
圖6是設(shè)置在圖1的撐動機(jī)構(gòu)的凸輪槽的第一輪廓 (profile)的斷路器的側(cè)視圖； 圖7是設(shè)置在圖1的撐動機(jī)構(gòu)的凸輪槽的第二輪廓的斷 路器的側(cè)視圖；以及
圖8是設(shè)置在圖1的撐動機(jī)構(gòu)的凸輪槽的第三輪廓的斷 路器的側(cè)視圖。 詳細(xì)描述參照附圖作為示例來說明本發(fā)明的實(shí)施例以 及優(yōu)點(diǎn)和特4正。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的是設(shè)置在抽出式斷路器盒12中的撐動機(jī)構(gòu) 10的一個實(shí)施例。撐動機(jī)構(gòu)(racking mechanism) 10包括驅(qū)動單元 14和鎖定(locking )單元16。圖1所示實(shí)施例的驅(qū)動單元14包括撐 動螺桿(racking screw )18，它通過盒面孔22從盒面20延伸到盒12 中?，F(xiàn)在參照圖2，撐動螺桿18與螺桿軸承24連接。在盒面20與 螺桿軸承24之間，撐動螺桿18可經(jīng)過一個或多個支承26，以便保 持撐動螺桿18的對準(zhǔn)。螺桿軸承24可滑動地設(shè)置在盒底座28，并 且將撐動螺桿18的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成螺桿軸承24沿例如撐動螺桿軸線 30的線性運(yùn)動。螺桿軸岸義24通過例如連接銷34與一個或多個連接 連桿(connecting link) 32連接。連接銷34允許連接連桿32與螺桿 軸承的繞銷軸線36的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。圖2所示的實(shí)施例包括兩個連 接連桿，但是大家要理解，可使用其它數(shù)量的連接連桿32、如一個 或三個連接連桿32。 各連接連桿32又可旋轉(zhuǎn)地通過例如連桿銷38與固定到 橫軸42上的圓凸形(lobe shaped)曲柄40連接。在圖2的實(shí)施例中， 各曲柄40包括設(shè)置在橫軸44的一個或多個曲柄板44，以及對應(yīng)連 接連桿32插入曲柄板40之間的曲柄間隙46。橫軸42橫向設(shè)置在盒 12中，并且在盒側(cè)壁48之間延伸。在一些實(shí)施例中，軸線50與撐 動螺桿軸線30垂直。橫軸42設(shè)置在一個或多個軸導(dǎo)承(shaft guide ) 52中，它保持住神黃軸42,但允許橫軸42繞軸線50旋轉(zhuǎn)。 各鎖定單元16包括在軸端56與橫軸42連接的輸入連 桿54。如圖3最適當(dāng)所示，輸入連桿54在傳遞樞軸60與傳遞連桿58可樞轉(zhuǎn)地連接。傳遞連桿58又在連桿樞軸64與撐動凸輪(racking cam) 62可樞轉(zhuǎn)地連接。撐動凸輪62可樞轉(zhuǎn)地固定到盒側(cè)壁48，如 圖2所示。撐動凸輪62包括凸輪槽66。凸輪槽66配置成使得當(dāng)撐 動凸輪62繞凸輪樞軸68旋轉(zhuǎn)時，凸輪槽66從圖3所示的斷開位置 旋轉(zhuǎn)到圖4所示的閉合位置。如圖4所示，撐動機(jī)構(gòu)10可包括兩個 鎖定單元16,但是要理解，可使用其它數(shù)量的鎖定單元16、例如1 個鎖定單元16。 又參照圖2，通過撐動螺桿18的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動撐動機(jī)構(gòu) 10。在一些實(shí)施例中，撐動螺桿18包括六角形凹槽(未示出)，其上 設(shè)置了具有六角形頭的撐動手柄70。使撐動手柄70旋轉(zhuǎn)，從而使撐 動螺桿18旋轉(zhuǎn)。撐動螺桿18的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺桿軸承24可滑動地沿?fù)?動螺桿軸線30朝橫軸42運(yùn)動。螺桿軸承24推動連接連桿32，它們 使得曲柄40使橫軸42以軸旋轉(zhuǎn)方向72旋轉(zhuǎn)。橫軸42的旋轉(zhuǎn)使各輸 入連桿54以軸旋轉(zhuǎn)方向72旋轉(zhuǎn)，以及傳遞連桿(transfer link) 58 使撐動凸輪62繞凸輪樞軸68旋轉(zhuǎn)。 參照圖5,撐動機(jī)構(gòu)10設(shè)置并配置成將抽出式斷路器 74固定在盒12中。抽出式斷路器74具有至少一個側(cè)安裝板76。每 個側(cè)安裝板76包括可收容于凸輪槽66中的鎖定突出部78。在一些 實(shí)施例中，每個側(cè)安裝板76包括至少一個滾輪80,它設(shè)置成在位于 盒側(cè)壁48的軌道82上滑動或滾動。當(dāng)抽出式斷路器74安裝到盒12 內(nèi)時，至少一個滾輪80幫助將抽出式斷路器74導(dǎo)向盒12中的適當(dāng) 位置。為了連接抽出式斷路器74，抽出式斷路器74設(shè)置在盒12中， 其中所述至少一個滾輪80設(shè)置在軌道82上，以及鎖定突出部78處 于到凸輪槽66的入口 84。使撐動螺桿18旋轉(zhuǎn)，從而使撐動凸輪62 旋轉(zhuǎn)，如上所述?，F(xiàn)在參照圖6，當(dāng)撐動凸輪62旋轉(zhuǎn)時，鎖定突出 部78在第一輪廓86進(jìn)入凸輪槽66。第一輪廓86具有力矩臂88,以 使抽出式斷路器74在以恒定角速度旋轉(zhuǎn)的撐動螺桿18的影響下沿?fù)?動螺桿軸線30朝連接面90加速。
如圖7所示，隨著撐動凸輪62繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，鎖定突出部 78進(jìn)入凸輪槽66的第二輪廓92。第二輪廓92具有力矩臂94,它在 一些實(shí)施例中比力矩臂88要短，以將抽出式斷路器74接合到連接面 90。如圖8所示，凸輪槽66包括第三輪廓96。當(dāng)抽出式斷路器74 與連接面90接合時，鎖定突出部78進(jìn)入第三輪廓96，第三輪廓96 在抽出式斷路器74被接合時基本上與比第二力矩臂94更短的力矩臂 垂直取向。凸輪槽66的垂直取向的第三輪廓96依靠第三輪廓96與 基本上導(dǎo)向凸輪樞軸68的鎖定突出部78之間的力線將抽出式斷路器 74鎖定入連接位置。如果遇到故障并且抽出式斷路器74經(jīng)受高電動 勢，則第三輪廓96防止抽出式斷路器74與連接面90斷開連接并且 沿?fù)蝿勇輻U軸線30離開連接面90。為了從盒12移開抽出式斷路器 74,撐動螺桿18以相反方向旋轉(zhuǎn)，以將撐動凸輪62從閉合位置旋轉(zhuǎn) 到斷開位置，這迫使抽出式斷路器74離開連接面90。 在一些實(shí)施例中，各撐動凸輪62通過凸輪安裝板98與 盒側(cè)壁48連接。凸輪安裝板98通過至少一個機(jī)械附件、例如四個安 裝螺桿100與盒側(cè)壁48可拆卸地連接。移開凸輪安裝板98允許從盒 移開抽出式斷路器7,而無需如上所述通過撐動凸輪62的旋轉(zhuǎn)使抽 出式斷路器74脫離。在非預(yù)計事件的情況下，例如如果抽出式斷路 器74在故障事件期間結(jié)合在連接面90,在那種情況下?lián)蝿油馆?2 可能無法迫使抽出式斷路器74離開連接面90，則這是極為有用的。 雖然僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是 應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于這類公開的實(shí)施例。相反，本發(fā)明可修 改為結(jié)合前面沒有描述的任何數(shù)量的變化、變更、替換或等效配置， 但它們與本發(fā)明的精神和范圍一致。另外，雖然已經(jīng)描述本發(fā)明的各 種實(shí)施例，但是要理解，本發(fā)明的方面可以僅包含所述實(shí)施例的一部 分。因此，本發(fā)明不能被看作受以上描述限制，而僅由所附權(quán)利要求 書的范圍來限制。
權(quán)利要求
1.一種用于抽出式斷路器的撐動機(jī)構(gòu)，包括橫軸(42)，活動設(shè)置在外殼內(nèi)；至少一個輸入連桿(54)，其在所述至少一個輸入連桿的一端與所述橫軸可操作式連接，以及在至少一個傳遞連桿的另一端與所述至少一個傳遞連桿(58)可操作式連接；至少一個撐動凸輪(62)，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述外殼內(nèi)并且與所述傳遞連桿可操作式連接，各撐動凸輪具有可收容所述斷路器(74)的一部分的至少一個凸輪槽(66)，所述橫軸繞所述橫軸的軸線(50)的運(yùn)動能夠使所述至少一個撐動凸輪從斷開位置運(yùn)動到閉合位置，其中所述斷路器的所述部分設(shè)置在所述至少一個凸輪槽中，由此當(dāng)所述斷路器被撐動到所述外殼內(nèi)并且所述至少一個撐動凸輪處于所述閉合位置時，將所述斷路器固定在所述外殼內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的撐動機(jī)構(gòu)，包括能夠使所述橫軸(42) 運(yùn)動的驅(qū)動單元(14)。
3. 如權(quán)利要求2所述的撐動機(jī)構(gòu)，其中，所述驅(qū)動單元包括 撐動螺桿(14);以及至少一個螺桿軸承(24)，可滑動地設(shè)置在所述外殼內(nèi)，所述至少 一個螺桿軸承與所述撐動螺桿和所述橫軸(42)可操作式連接，其中所 述撐動螺桿繞撐動螺桿軸線(30)的運(yùn)動沿所述撐動螺桿軸線推進(jìn)所 述螺桿軸承，由此使所述橫軸繞所述橫軸軸線(50)運(yùn)動。
4. 如權(quán)利要求1所述的撐動機(jī)構(gòu)，其中，所述凸輪槽包括第 一凸輪槽輪廓(86)，具有第 一力矩臂(88),能夠使所述斷路器(74) 朝連接面(90)加速；第二凸輪槽輪廓(92)，具有比所述第 一力矩臂短的第二力矩臂 (94),能夠使所述斷路器與所述連接面接合；以及具有大致上零力矩臂的第三凸輪槽輪廓(96)，能夠?qū)⑺鰯嗦菲麈i定在預(yù)期位置。
5. —種用于抽出式斷路器的撐動機(jī)構(gòu)，包括 ^f黃軸(42),活動設(shè)置在外殼內(nèi)；至少一個輸入連桿(54)，其在所述輸入連桿的一端與所述橫軸可 操作式連接，以及在所述輸入連桿的另 一端與至少 一個傳遞連桿(58) 可操作式連接；以及至少一個撐動凸輪(62),可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述外殼內(nèi)并且與所述 傳遞連桿可操作式連接，各撐動凸輪具有可收容所述斷路器(74)的一 部分的至少一個凸輪槽(66)，所述橫軸繞所述橫軸的軸線(50)的運(yùn)動 能夠使所述至少一個撐動凸輪從斷開位置運(yùn)動到閉合位置，其中所述 斷路器的所述部分設(shè)置在所述至少一個凸輪槽中，由此當(dāng)所述斷路器 被撐動到所述外殼內(nèi)并且所述至少一個撐動凸輪處于所述閉合位置 時，將所述斷路器固定在所述外殼內(nèi)，所述至少一個凸輪槽包括第一凸輪槽輪廓(86)，具有第一力矩臂(88)，能夠使所述斷路器 朝連接面(90)加速；第二凸輪槽輪廓(92)，具有比所述第 一力矩臂短的第二力矩臂 (94)，能夠?qū)⑺鰯嗦菲髋c所述連接面接合；以及第三凸輪槽輪廓(96),具有大致上零力矩臂，能夠?qū)⑺鰯嗦菲?鎖定在預(yù)期位置。
6. 如權(quán)利要求5所述的撐動機(jī)構(gòu)，包括能夠使所述橫軸(42) 運(yùn)動的驅(qū)動單元(14)。
7. 如權(quán)利要求5所述的撐動機(jī)構(gòu)，其中，所述驅(qū)動單元包括 撐動螺桿(14);以及至少一個螺桿軸承(24),可滑動地設(shè)置在所述外殼內(nèi)，所述至少 一個螺桿軸承與所述撐動螺桿和所述橫軸(42)可操作式連接，其中所 述撐動螺桿繞撐動螺桿軸線(30)的運(yùn)動沿所述撐動螺桿軸線推進(jìn)所 述螺桿軸承，由此使所述橫軸繞所述橫軸軸線(50)運(yùn)動。
8. —種用于將斷路器固定到外殼內(nèi)的方法，包括使設(shè)置在所述外殼內(nèi)的橫軸(42)繞所述橫軸的軸線(50)運(yùn)動；通過所述^f黃軸的運(yùn)動，使所述至少一個輸入連桿(54)運(yùn)動，所述 至少一個輸入連桿與所述橫軸可操作式連接；將斷路器(74)的至少 一部分接合在至少 一個撐動凸輪(62)的凸輪 槽(66)中，所述至少一個撐動凸輪通過至少一個傳遞連桿(58)與所述 至少一個輸入連桿可操作式連接；通過所述至少一個傳遞連桿的運(yùn)動，使所述至少一個撐動凸輪從 斷開位置運(yùn)動到閉合位置；以及通過所述撐動凸輪的運(yùn)動，使所述斷路器固定到所述外殼內(nèi)的連 接面(90)。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，使所述橫軸運(yùn)動包括 使設(shè)置在所述外殼內(nèi)的撐動螺桿(14)繞所述撐動螺桿的軸線(30)運(yùn)動；朝所述橫軸(42)推進(jìn)至少一個螺桿軸承(24),所述螺桿軸承可滑 動地設(shè)置在所述外殼內(nèi)，與所述撐動螺桿可操作式連接，使得通過所 述撐動螺桿的運(yùn)動來推進(jìn)所述螺桿軸承；使所述橫軸繞所述橫軸軸線(50)運(yùn)動，所述橫軸設(shè)置成與所述螺 桿軸承可操作式連接，使得朝所述橫軸推進(jìn)所述螺桿軸承使得所述橫 軸運(yùn)動。
10. —種斷路器組件，包括外殼；可插入所述外殼內(nèi)的抽出式斷路器(74);以及 撐動機(jī)構(gòu)(IO)，包括橫軸(42)，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述外殼內(nèi)； 至少一個輸入連桿(54)，與所述橫軸可操作式連接；以及 至少一個撐動凸輪(62)，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述外殼內(nèi)并且通過至 少一個傳遞連桿(58)與所述輸入連桿可操作式連接，各撐動凸輪具有 可收容所述斷路器的一部分的至少一個凸l侖槽(58)，所述^t軸繞所述橫軸的軸線(50)的運(yùn)動能夠使所述至少一個撐動凸輪從斷開位置運(yùn) 動到閉合位置，其中所述斷路器的所述部分設(shè)置在所述至少一個凸輪 槽中，由此當(dāng)所述斷路器被撐動到所述外殼內(nèi)并且所述至少一個撐動 凸輪處于所述閉合位置時，將所述斷路器固定在所述外殼內(nèi)，所述至 少一個凸輪槽包括第一凸輪槽輪廓(86)，具有第一力矩臂(88)，能夠使所述斷路器 朝連接面C卯)加速；第二凸輪槽輪廓(92),具有比所述第 一力矩臂短的第二力矩臂 (94),能夠?qū)⑺鰯嗦菲髋c所述連接面接合；以及第三凸輪槽輪廓(96),具有大致上零力矩臂，能夠?qū)⑺鰯嗦菲?鎖定在預(yù)期位置。
全文摘要
所公開的用于抽出式斷路器的撐動機(jī)構(gòu)，它包括活動設(shè)置在外殼內(nèi)的橫軸以及通過至少一個連接連桿與橫軸可操作式連接的至少一個輸入連桿。至少一個撐動凸輪活動設(shè)置在外殼內(nèi)，并且與輸入連桿可操作式連接。各撐動凸輪具有收容斷路器的一部分的至少一個凸輪槽。橫軸繞橫軸的軸線的運(yùn)動能夠使至少一個撐動凸輪從斷開位置運(yùn)動到閉合位置，其中斷路器的部分設(shè)置在至少一個凸輪槽中，由此將斷路器固定到外殼內(nèi)，以及至少一個撐動凸輪處于閉合位置。還公開了一種用于將斷路器固定在外殼內(nèi)的方法以及一種斷路器組件。
文檔編號H02B11/00GK101562314SQ20091013419
公開日2009年10月21日 申請日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者J·納拉亞南, 斯里尼瓦薩 拉哈瓦查 P·S·多達(dá)帕達(dá)姆, S·納拉亞納薩米, Y·V·內(nèi)沃斯 申請人:通用電氣公司