儲能閉合式開關設備的聯鎖結構的製作方法
2023-06-13 06:17:01 1
專利名稱：儲能閉合式開關設備的聯鎖結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及電開關設備，例如電力電路斷路器、網絡保護器和承載大電流的電力電路中使用的開關。具體來說，本發明涉及的這種設備利用大型彈簧以儲存足夠的能量，以便反抗大電流產生的相當大的磁性斥力以閉合設備的觸頭。更具體來說，本發明涉及一種聯鎖組件，當觸頭已閉合時或與打開可分開的觸頭的跳閘裝置的啟動的同時，該聯鎖組件可防止閉合彈簧的松釋。
用於打開和閉合電力斷路器的電開關設備一般採用一個或多個大型彈簧形式的儲能裝置來閉合設備的觸頭，使大電流通過電路。這種電氣設備包括電力電路斷路器和網絡保護器，以及接通或斷開電路器件或在交流電源間轉換時使用的電開關。閉合彈簧可以通過手動加載手柄或電機加載。儲存在彈簧中的能量可以通過斷路器上的按壓閉合按鈕或通過可遙控的電磁線圈來釋放以迅速閉合觸頭。
這種電力保護裝置或開關也包括一個或多個打開彈簧，其可以迅速地分開觸頭，以中斷電路中的電流。如上所述，閉合彈簧和打開彈簧中的任一種或兩種可以是單一彈簧或複式彈簧，即使下文中為了方便使用了單數，也應該認為是兩者中的任一種。打開彈簧在閉合彈簧閉合過程中被加載，因而閉合彈簧必須儲存足夠的能量，以便克服閉合及加載打開彈簧的機械力和磁力。在打開彈簧中儲存的能量通過打開按鈕或通過可以遙控的電磁線圈再次被釋放。
當觸頭已經閉合時，閉合彈簧可以被再次加載以備其後的閉合。由於觸頭已經閉合，公知的作法是提供一種聯鎖，它可防止當觸頭閉合時閉合彈簧的卸載。還有一種公知的作法是提供一種聯鎖，它可防止打開按鈕和閉合按鈕的同時啟動。在這種類型的其它斷路器中，大家知道具有一種聯鎖，它為打開按鈕或電磁線圈提供優先，使斷路器可以總是被打開。雖然上述各種聯鎖可以有效地工作，但是仍有改進的餘地。
本發明的目的是提供一種用於電開關設備的改進的聯鎖結構，特別是提供一種為打開電開關設備的觸頭提供優先的聯鎖結構。本發明的另一個目的是提供可防止閉合彈簧在觸頭閉合時松釋的聯鎖結構。
這些目的和其它目的是通過一種電開關設備的聯鎖結構實現的，該電開關設備用於打開和閉合電力電路，例如是斷路器、網絡保護器或電開關，其它包一個聯鎖構件，該聯鎖構件在用於松釋閉合彈簧的閉合彈簧松釋杆和用於開始閉合彈簧的松釋的閉合彈簧松釋平臺之間。該聯鎖構件具有第一位置和第二位置，在第一位置上，閉合彈簧松釋平臺的運動傳至閉合彈簧松釋杆以松釋閉合彈簧，在第二位置上，閉合彈簧松釋平臺的運動不被轉化成閉合彈簧松釋杆的運動，因而不會實現閉合彈簧的松釋。偏壓裝置將聯鎖構件偏壓至第一位置，將閉合彈簧松釋平臺聯結於閉合彈簧松釋杆。
閉合的觸頭構件最好在電開關設備的觸頭已閉合時接合聯鎖構件以便將其移至第二位置。鬆開打開彈簧裝置以便打開電開關設備的跳閘構件最好具有將聯鎖構件移至第二位置的裝置，在第二位置上，松釋平臺無論何時跳閘構件被啟動時都與閉合彈簧松釋杆脫開。在本發明的一個實施例中，閉合彈簧松釋平臺具有一個銷，當閉合彈簧松釋平臺隨在第一位置上的聯鎖構件轉動時，該銷接合聯鎖構件。聯鎖構件具有一個凹部，如果聯鎖構件在第二位置上，聯鎖構件不轉動時，閉合彈簧松釋平臺上的銷轉入所述凹部中。另外，上述銷的尺寸使得在接合聯鎖構件後隨著閉合彈簧松釋平臺的繼續轉動可滑離聯鎖構件，進入上述凹部，以便觸頭在聯鎖構件處於第一位置時開始閉合，從而提供一種「反泵送(anti-pumping)」特徵，這可以防止閉合彈簧的分離啟動(separate firing)。閉合彈簧松釋杆最好固定在一個閉合彈鍵銷上，該閉合彈鍵銷通過松釋杆的轉動而轉動以松釋加載彈簧裝置，閉合彈簧松釋平臺樞接於閉合彈鍵銷但又獨立於閉合彈鍵銷轉動。
本發明也涉及電開關設備，例如斷路器、網絡保護器或電力開關，其被打開和閉合以控制電力電路中的電流，其包括一個上述的聯鎖組件。在這種電開關設備的一個實施例中，跳閘構件包括一個彈鍵銷，它可轉至一個非鎖閉位置以松釋打開彈簧裝置，還包括一個安裝在彈鍵銷上的杆，當彈鍵銷轉至非鎖閉位置時接合聯鎖構件並使其滑至第二位置。電開關設備的操縱機構包括一個按壓閉合按鈕，當該按壓閉合按鈕啟動時轉動閉合彈簧松釋平臺，還包括一個按壓打開按鈕，當該按壓打開按鈕啟動時轉動跳閘杆，使彈鍵銷轉至非鎖閉位置，將聯鎖構件移至第二位置。在本發明的一個推薦形式中，操縱機構包括一對以剛性間隔開來的關係固定的側板構成的框架，閉合彈簧松釋杆的安裝裝置、閉合彈簧松釋平臺和跳閘裝置都完全由上述框架支承。
現在對照以下附圖描述本發明的推薦實施例。
圖1是按照本發明的低電壓、高電流電力斷路器的分解立體圖。
圖2是當打開過程中觸頭分開時通過圖1所示斷路器一個電極的垂向剖視圖。
圖3是構成電路操縱機構一部分的框架組件的分解立體圖。
圖4是說明操縱機構裝配的分解立體圖。
圖5是通過搖杆組件的裝配好的操縱機構的局部垂向剖視圖。
圖6是說明構成操縱機構一部分的閉合彈簧的安裝方法的立體圖。
圖7是構成操縱機構一部分的凸輪組件的側視圖。
圖8是說明操縱機構主要零件關係的視圖，圖中觸頭打開，閉合彈簧卸載。
圖9與圖8類似，圖中觸頭打開，閉合彈簧負載。
圖10與圖8類似，圖中觸頭閉合，閉合彈簧卸載。
圖11與圖8類似，圖中觸頭閉合，閉合彈簧負載。
圖12是控制閉合彈簧的松釋的閉合支座的視圖，圖中表示與操縱機構凸輪件的關係，閉合彈簧卸載，閉合支座松釋。
圖13類似於圖12，圖中表示當閉合支座正在復位時閉合彈簧加載的過程。
圖14類似於圖12，表示閉合支座將彈簧保持在加載狀態。
圖15類似於圖12，表示閉合支座剛剛松釋以閉合觸頭。
圖16是閉合支座組件的端視圖。
圖17是互鎖組件的立體圖，互鎖組件使跳閘D彈鍵和閉合D彈鍵的工作互鎖。
圖18是圖17所示互鎖組件的側視圖，圖中觸頭處於打開狀態。
圖19類似於圖18，表示當閉合電磁線圈啟動時互鎖組件的操作。
圖20類似於圖18，處於「擊穿(fire through)」狀態，可防止閉合彈簧被閉合電磁線圈的連續激勵而反覆啟動。
圖21與圖18類似，表示斷路器主觸頭閉合時彈鍵組件的狀態。
圖22的前視圖表示按鈕在操縱機構上的安裝情況。
圖23的立體圖表示按鈕在彈鍵組件上的連接情況。
圖24是操縱機構的前視圖，表示面板和按鈕及指示器的安裝。
圖25是前板後部的立體圖，表示指示器罩的安裝。
圖26是沿圖24中線26的面板的垂向剖視圖。
圖27是閉合彈簧狀態指示器罩的立體圖。
圖28是操縱機構的側視圖，表示在彈簧卸載狀態中閉合彈簧狀態指示器的快速動作。
圖29與圖28類似，表示恰好在彈簧完全加載之前閉合彈簧指示器罩的狀態。
圖30與圖28類似，表示閉合彈簧指示器罩處於加載狀態中。
圖31是斷路器主觸頭閉合時觸頭狀態指示器罩操縱機構的側視圖。
圖32與圖31類似，表示當斷路器主觸頭打開時的開/閉指示器罩操縱機構。
圖33是組裝後的操縱機構的立體圖，部分地表示手動和電動加載系統。
圖34是閉合彈簧的手動加載機構的分解立體圖。
圖35是構成彈簧加載機構一部分的棘輪一部分的放大視圖。
圖36是操縱機構的側視圖，表示組裝後的閉合彈簧加載機構，圖中為清楚起見去除了電機加載裝置的一部分。
圖37是用於電動加載閉合彈簧的電機操縱器的立體圖。
圖38的局部視圖表示加載機構的一種替代實施例。
圖39是簡化操縱機構的組裝的一個特徵的示意圖。
本發明是針對於應用於電力空氣斷路器時的情形進行描述的；但是，本發明也可應用於用來打開和閉合電力電路的其它電開關設備。例如，本發明也可用於斷開分支電路的開關，以及用於配電系統的用來選擇交流電源的轉換開關。電力斷路器和上述各種開關的主要區別在於，斷路器具有提供過載保護的跳閘機構。本發明也可應用於網絡保護器，其對於特定區域的配電電路提供保護和絕緣。
現在參閱圖1，本發明的電力斷路器具有一個殼體3，該殼體包括一個模製的前殼5和一個後殼7，以及一個蓋9。這種典型的斷路器1具有三個電極10，前、後殼5，7構成三個電極室11。每個電極10具有一個電弧室13，該電弧室由通風的電弧室蓋15封閉。
斷路器1具有一個操縱機構17，它安裝在前殼5上並由蓋9封閉。操縱機構17具有一個面板19，通過蓋上的開口21可以夠到。操縱機構17包括一個大彈簧18，它被加載儲能以便閉合斷路器。面板19裝有一個推動閉合按鈕23，驅動該按鈕以便使閉合彈簧卸載，從而閉合斷路器，還裝有一個推動打開按鈕25，其用於打開斷路器。指示器27和29分別顯示閉合彈簧的狀態和觸頭開/閉狀態。閉合彈簧18通過操縱加載手柄31加載，或者通過電機操縱器(未畫出)遙控加載。
共用的操縱機構17通過一根極軸33分別連接於各電極，極軸33分別為每個電極設有一個凸起部35。象傳統方式那樣，斷路器1包括一個支承在蓋9中的電子跳閘組件37，它響應於流過斷路器的預定電流特徵驅動操縱機構17，通過極軸33的轉動來打開斷路器的所有電極10。
圖2是通過一個電極室的垂向剖視圖。電極10包括一個線路側的導體39，它從後殼7伸出以便連接於交流電源(未畫出)。負載導體41也從後殼7伸出以便連接於負載網絡(未畫出)的導體。
每個電極10也包括一對主觸頭，即，靜止主觸頭45和活動主觸頭47。活動主觸頭47由活動導體組件49承載。活動導體組件49包括多個觸銷51，觸銷51以軸向間隔開來的關係安裝在樞軸53上，樞軸53則固定在觸頭載件55中。觸頭載件55具有一個模製的本體57和一對腿部59(只畫出一個)，腿部59具有可轉動地支承在殼體3中的樞軸61。
觸頭載件55通過驅動機構17繞樞軸61轉動，驅動機構17包括一個驅動銷63，該驅動銷裝在本體57上的一條橫向通道65中，通過一條槽67，驅動銷63通過平面69鍵接於槽67。驅動銷63固定在驅動聯杆71上，驅動聯杆71裝在載件本體上的一條槽73中。驅動聯杆的另一端通過一個銷75可擺動地連接於極軸33上的有關極臂35，極軸33以類似的方式連接於斷路器其它電極中的載件(未畫出)。極軸33按照下述方式通過操縱機構17轉動。
活動主觸頭在與觸銷51自由端間隔開來的一個點上固定在每個觸銷51上。觸銷鄰近自由端的部分構成一個活動滅弧觸趾77。靜止滅弧觸頭79和滅弧觸趾77一起構成一對滅弧觸頭83。整體滅弧觸頭和槽道81向上伸一個安裝在電弧室13中的傳統電弧溝85。
觸銷51藉助裝在載件55上的凹部89中的成對的螺旋壓簧87，在圖2中順時針地偏壓在載件55上。操縱機構17轉動極軸33，極軸33又使觸頭載件55順時針擺向閉合位置(未畫出)以閉合主觸頭43。為了打開觸頭，操縱機構鬆開極軸33，壓簧87使載件55逆時針加速運動至打開位置(未畫出)。當載件順時針轉向閉合位置時，滅弧觸趾77首先接觸靜止的滅弧觸頭79。當載件繼續順時針方向運動時，彈簧87由於觸銷51繞樞軸53擺動而壓縮，直至主觸頭43閉合。進一步轉動至完全閉合位置(未畫出)導致滅弧觸頭83打開，而主觸頭43仍舊閉合。在該閉合位置上，從線路導體39通過閉合主觸頭43、撓性分流器91及負載導體41完成一個電路。
為了打開斷路器1，操縱機構鬆開極軸33，因而受壓的彈簧87使載件55在圖2中看去逆時針方向加速運動。起初當載件55從線路導體39移開時，觸銷51擺動，使滅弧觸頭83閉合，而主觸頭保持閉合。當載件55繼續逆時針方向運動時，主觸頭43打開，所有電流轉送至處於圖2所示狀態的滅弧觸頭83。如果一個適當的電流由斷路器承載，例如，當斷路器響應於過載電流或短路電流跳開時，在靜止滅弧觸頭79和活動滅弧觸頭或觸趾77由於載件55繼續逆時針方向轉動而分開時，在上述觸頭之間發生電弧，當主觸頭43已分開時，電弧限制於滅弧觸頭83，這就保證了主觸頭43的壽命。電弧中持續的電流產生的電磁力將電弧向外推向滅弧溝85，因而靜止滅弧觸頭79處的電弧的端部沿整體滅弧觸頭和槽道81上移並進入滅弧溝85。同時，載件55的迅速打開使滅弧觸趾77鄰近滅弧頂板93的自由端，如圖2中虛線所示，因而電弧從滅弧觸趾77延伸至滅弧頂板93並沿滅弧頂板移入滅弧板94，滅弧板94將電弧分成較短的部分，然後熄滅。
操縱機構17是具有框架95的自支承組件。如圖3所示，框架95包括兩個相同且可互換的側板97。側板97被四個長形構件99以間隔開來的關係固定，構件99由隔套101、螺杆103和將側板97夾緊在隔套101上的螺母105構成。四個主要分組件和大彈簧18構成操縱機構17的運力部分。四個主要分組件是凸輪組件107、搖臂組件100、主聯杆組件111和閉合彈簧支承組件113。這些分組件都裝配在兩個側板97之間。現在參閱圖3和4，凸輪組件107包括一根凸輪軸115，凸輪軸115裝在非圓筒形襯套117中，襯套117裝在側板97上互補的非圓形孔119中。襯套117具有凸緣121，凸緣121抵靠側板97的內表面123上，凸輪軸115具有肩部125，肩部125將凸輪軸115定位在襯套117之間，因而使凸輪軸115和襯套固定在兩側板97之間而無需緊固件。同樣，搖臂組件109的搖臂銷127具有肩部129，使其可固定在側板之間，如圖3至5所示。搖臂銷127上的平面131接合側板97上的孔135中的類似平面133以防止搖臂銷的轉動。凸輪軸115和搖臂銷127增加了框架95的穩定性，框架95是自動對準的，在裝配過程中無需專門的對準夾緊件。上述零件作為夾在兩側板97之間的主要零件無需另外的支承硬體。可以看出，這種夾置結構簡化了操縱機構17的裝配。
閉合彈簧18是共用的、圓簧絲的、重型的螺旋壓簧，其兩端被磨平及封閉。使用壓簧是因為它的能量密度高於拉簧。螺旋壓縮閉合彈簧18由閉合彈簧支承組件以很獨特方式支承，以防止應力上升和/或扭曲。在這種高能量應用場合中，下述兩點是很重要的，即，保持彈簧18兩端平行並均勻受到支承，以側向將彈簧固定在位。特別如圖4和6所示，以及由圖8-11所示，這是通過下述方式完成的在U形託架137和一個接近方形的墊圈或導板139之間壓縮螺旋壓縮閉合彈簧18，上述U形託架137可自由轉動並且在一端驅動搖臂組件109，上述導板139可反抗彈簧止動器或支承銷141而擺動，該支承銷141在另一端在側板97之間延伸。彈簧18當裝在兩側板97之間時保持不作「移動(walking)」，並且在側向上由一長形導向件143限制，導向件143穿過彈簧中間、彈簧墊圈139和U形託架137的撐臂145。長形導向件143的一端由穿過孔147的彈簧止動銷141固定，另一端由穿過U形託架137的腿部151的託架銷149和長形導向件中的長形槽153。
搖臂組件109包括一個通過一對滾柱軸承157可擺動地安裝在搖臂銷127上的搖臂155，兩個滾柱軸承安裝在側板97之間，並由套筒159以間隔開來的關係固定，如圖5所示。搖臂155在一端具有一個U形部161，將搖臂155通過託架銷149可擺動地連接於U形託架137。在搖臂155另一端上的一對腿部163與U形部成鈍角，形成一對滾柱U形架，支承著搖臂滾柱165。搖臂滾柱165通過銷167可轉動地安裝在滾柱U形架上。銷167具有朝外面向側板97，從而無需任何卡環或其它單獨的保持件就可保持在位。當搖臂155繞搖臂銷127擺動時，彈簧墊圈139在彈簧支承軸141上轉動，因而不管搖臂155的位置如何，在彈簧18上的負載仍保持均勻。彈簧18、彈簧墊圈139和彈簧支承銷141裝配在機構17上的最後零件，因而彈簧可適當地依照情況確定尺寸。
U形託架銷149將彈簧負載和能量全部傳遞至搖臂155上的託架U形部161。搖臂155上的平移負載傳入不轉動的搖臂銷127，再從那兒傳入兩側板97，而搖臂仍在側板97間自由轉動。
現在參閱圖4-11，凸輪組件107除凸輪軸115外還包括凸輪構件171。凸輪構件171包括由一對加載凸輪板173a，173b構成的加載凸輪173，凸輪板173a，173b則安裝在凸輪軸115上。加載凸輪板173a，173b夾著一個由第二對凸輪板175a，175b構成的驅動凸輪175。一個凸輪隔件177調整驅動凸輪板175a，175b之間的距離，而隔套179則使加載凸輪板173a，173b與驅動凸輪板及與側板97分離。凸輪板173，175全部藉助鉚釘隔件183的鉚釘181固定在板間。一個止動滾柱可轉動地安裝在驅動凸輪板175a和175b之間，一個復位銷187在驅動凸輪板175a和加載凸輪板173a之間延伸。凸輪組件107是一個360度機構，在部分轉動過程中，它壓縮彈簧18以儲存能量，而在其餘轉動過程中它藉助釋放儲存在彈簧18中的能量而轉動。這是通過搖臂滾柱165與加載凸輪板173a，173b的接合而實現的。彈簧18上的預加載使搖臂滾柱165保持與加載凸輪板173a，173b的接合。加載凸輪173具有一個凸輪輪廓189，它帶有加載部分189a，該部分在與搖臂滾柱165的接合點上加大凸輪構件171順時針轉動的半徑。凸輪軸115以及凸輪構件171可手動方式轉動，也可由下文描述的電機421(見圖33)轉動。加載凸輪輪廓189的加載部分189a的形狀要求以基本不變的扭矩壓縮彈簧18。這為手動加載提供了良好的感覺，並可減小自動加載所需要的電機尺寸，這是由於不變的扭矩小於彈簧接近完全壓縮狀態時通常所需要的峰值扭矩。
加載凸輪173上的凸輪輪廓189也包括一個閉合部分189b，該部分可減小加載凸輪抵靠搖臂滾柱165轉動時的半徑，因而當機構以下文描述的方式松釋時彈簧18中儲存的能量可沿順時針方向驅動凸輪構件171。
凸輪構件171的驅動凸輪175具有一個凸輪輪廓191，該輪廓在某些轉動位置上被驅動滾柱193接合，驅動滾柱通過滾柱銷197安裝在主聯杆組件111的主聯杆195上。主聯杆195的另一端藉助銷201可擺動地連接於極軸33上的驅動臂199。主聯杆組件111連接於驅動凸輪175，以便藉助跳閘機構203閉合斷路開關1，跳閘機構203包括一個可擺動地安裝在窗孔板銷207上的窗孔板205，窗孔板銷207由側板97支承，窗孔板205受到彈簧219逆時針方向的偏壓。一香蕉形聯杆209在一端可擺動地連接於主聯杆組件的滾柱銷197的延伸部上，在另一端則可擺動地連接於窗孔板205的一端。窗孔板205的另一端具有一個彈鍵凸耳211，當跳閘D軸213轉至彈鍵位置時彈鍵凸耳211接合該軸。窗孔板205閉鎖時，香蕉形聯杆209使驅動滾柱193保持與驅動凸輪175接合。在工作中，跳閘D軸213轉動至跳閘位置時，彈鍵凸耳211滑離跳閘D軸213，窗孔板205穿過跳閘D軸上的一個凹口，跳閘D軸再次位於連接於窗孔板205的香蕉形聯杆209的樞軸點，使驅動滾柱193獨立於驅動凸輪175浮動。
閉合彈簧18的加載和卸載程度可對照圖8-11來理解。在圖8中，機構處於卸載打開位置，即，閉合彈簧18卸載，觸頭43打開。如圖所示，凸輪構件171的定位使得加載凸輪173以其最小半徑與搖臂滾柱165接觸。因此，搖臂155轉至完全逆時針位置，彈簧18處於最大伸展狀態。還可以看出，跳閘機構203沒有閉鎖，雖然驅動滾柱193抵靠驅動凸輪175，但它是浮動的。當用手柄31或通過加載電機421的工作使凸輪軸115順時針轉動時，加載凸輪上的加載輪廓的半徑逐漸加大的加載部分189a接合搖臂滾柱165並使搖臂155順時針轉動以壓縮彈簧18。如上所述，輪廓的加載部分189a的形狀選擇得需要不變的扭距來壓縮彈簧18。在彈簧18的上述加載過程中，驅動滾柱193與驅動凸輪輪廓191的具有不變半徑的部分接觸，因而驅動滾柱193繼續浮動。
現在參閱圖9，當彈簧18變得充分加載時，驅動滾柱193離開驅動凸輪輪廓191，進入一個凹部217中。這使復位彈簧219可逆時針轉動窗孔板205，直至彈鍵凸耳211稍許超越跳閘D軸213。這使香蕉形聯杆209在窗孔板205上的樞軸點抬高，因而驅動滾柱193抬高至一個位置，在該位置上它抵靠驅動凸輪175上的凹口217。同時，搖臂滾柱165到達一個凸輪構件170度轉動後的一個點位，在該點位它們進入加載凸輪輪廓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件171的順時針轉動而減小。因此，閉合彈簧18施加一個使凸輪構件171繼續順時針方向轉動的力。但是，構成下面將要描述的閉合支座機構的一部分的一個閉合支座(在圖9中未畫出)接合止動滾柱185，防止凸輪構件171的進一步轉動。因此，彈簧18仍舊充分加載，準備閉合斷路器1的觸頭43。
斷路器1的觸頭43通過按照下述方式松釋閉合支座而閉合。由於閉合支座與止動滾柱185脫開，彈簧能量釋放以迅速使凸輪構件171轉動至圖10所示位置。當凸輪構件171轉動時，驅動滾柱193被驅動凸輪175的凸輪輪廓191接合。凸輪輪廓191的半徑隨著凸輪軸轉動而增大，並且由於香蕉形聯杆209使驅動滾柱193保持與該表面接觸，因而極軸33轉動以便象對照圖2進行的描述那樣閉合觸頭43。在該點上，彈鍵凸耳211接合D彈鍵213，觸頭被鎖閉閉合。如果在該點上斷路器由於跳閘D軸213的轉動而跳閘，使該彈鍵凸耳211與D軸213脫開，那麼，通過主聯杆195施加的由壓縮的觸頭彈簧87(見圖2)產生的很大的力順時針向下地推動香蕉形聯杆209在窗孔板205上的樞軸點，而且驅動滾柱193向下脫開驅動凸輪175，使極軸33轉動並使觸頭43打開。由於觸頭43打開且彈簧18卸載，機構再次處於圖8所示的狀態。
一般來說，當斷路器閉合時，閉合彈簧18再次被凸輪軸115的手動或電動方式的轉動而再次加載。這使凸輪構件171返回圖9所示的同一位置，但是，由於跳閘機構203閉鎖，香蕉形聯杆209使驅動滾柱193保持與驅動凸輪175上的驅動輪廓接合，如圖11所示。如果斷路器在此點被跳閘D彈鍵213的轉動而斷開，使窗孔板205順時針轉動，那麼，驅動滾柱193將向下落入驅動凸輪175上的凹口217，斷路器將打開。
如上所述，當凸輪構件171轉動第一個180度時，彈簧18被加載，在轉動第二個180度的過程中，彈簧中的能量以受控的速率送至觸頭結構。換言之，在後一階段中，彈簧18、凸輪構件171和驅動滾柱193象一個馬達那樣動作。如上所述，為了使手動加載時給操縱者良好的「感覺」，也為了使電操縱器可製成適當尺寸以得到不變的而不是峰值的扭矩，都需要提供不變的加載扭矩。在加載的第一個10度中，扭矩逐漸升至選定的恆定值。這使得操縱者有一種友善的感覺，而不是使人象觸到一個恆定扭矩的牆壁。如果使用加載電機的話，也使加載電機可以在達到最大扭矩之前提速。在加載循環的最後10度中，扭矩從一個最大正扭矩減至一個微小的負扭矩。這使凸輪組件107，特別是使止動滾柱185和閉合支座223相互抵靠以實現循環的閉合半周。加載凸輪173的輪廓189設計得使滾柱185和支座223之間的力為負5至15磅，這取決於壓縮彈簧18的尺寸。當閉合支座223移置時，由於彈簧18的力和加載凸輪閉合輪廓189b的斜度，凸輪組件107開始轉動餘下的180度。
在180度和360度之間的閉合凸輪輪廓189b對於斷路器的最佳工作是很關鍵的，這是本發明的一個獨特的特徵。在現有技術的機構中，由於未設驅動凸輪175，通常只是簡單釋放彈簧的能量，使觸頭43砰然閉合。彈簧18的通常尺寸使觸頭快速閉合併且沒有觸頭反跳。上述目標可能是不相容的，需要作出折衷。但是，採用本發明的閉合凸輪173可以控制能量向活動導體組件49的釋放。上述閉合凸輪輪廓189b可以選擇得使觸頭迅速、有力地閉合而且不會發生觸頭反跳。我們已經發現，儲存在彈簧18中的至少50％的能量應該在觸頭閉合之前釋放，事實上，在滅弧觸頭83的接觸之前釋放。大約70％的能量最好在觸頭開始相觸之間釋放。為了使凸輪輪廓189，191最佳化，可以使用計算機模擬。在大多數應用場合中，加載凸輪輪廓189a的加載部分應保持大約相同。但是，加載凸輪輪廓189b的閉合部分，對於活動導體組件49(質量和幾何形狀)，以及對於所使用的觸頭43，83的類型來說是獨特的。
由於與驅動機構有關的高的能量及大的力，採用的是淬硬不鏽鋼閉合凸輪173和驅動凸輪175。但是，應注意的是，通過使用夾住對稱驅動凸輪175的雙加載凸輪173a，173b，所有的力是關於凸輪組件107的中央平面平衡的，以便防止翹曲和扭曲，據信，對稱的加載對機構的耐久性是很重要的。
閉合支座機構221表示在圖12-16中。該機構包括閉合支座223、彈鍵組件225和復位裝置227。如上所述，閉合支座223接合凸輪構件171上的止動滾柱185，以便將閉合彈簧18保持在加載狀態。閉合支座223的樞軸229精確地設置在由止動滾柱185作用在閉合支座223上的力的直線上，以減小解鎖力，並減小震開的可能性(觸頭由于振動而產生的意外打開)。一個大的扭簧231(見圖4和16)將閉合支座223偏壓向抵靠止動器233的松釋位置，如圖12所示。它由彈鍵組件225保持在圖14所示的閉鎖位置上。彈鍵組件225包括一個可擺動地安裝在彈鍵板支承軸237上的閉合彈鍵板235，支承軸237則支承在側板97中，以及一個安裝在側板上的閉合D彈鍵軸239。閉合彈鍵板235具有一個彈鍵凸耳241，它接合閉合D彈鍵軸239，使彈鍵軸239處於板起位置，但是當軸轉至松釋位置時則通過閉合D彈鍵軸239上的一個凹口243下落。彈鍵組件225也包括一個將閉合支座223連接於閉合彈鍵板235的彈鍵聯杆245。閉合彈鍵板235被閉合D彈鍵軸239接合時，閉合支座223轉至止動器即轉至圖14所示的復位位置。當閉合D彈鍵軸239轉至松釋位置時，閉合彈鍵板通過凹口243下落，扭簧231將閉合支座223順時針轉至圖15所示的松釋位置，隨其拉動閉合彈鍵板235。
閉合支座機構221的復位裝置227包括一根復位杆247，它可擺動地安裝在與閉合支座223相同的軸229上，但是可獨立於閉合支座轉動。復位裝置227也包括一個復位銷187形式的復位件，其沿轉向在止動滾柱185之前設置在閉合凸輪板173a和驅動凸輪板175之間。如圖12所示，當閉合支座機構221非閉銷時，閉合支座223被扭簧231偏壓在止動器233上。當凸輪構件171轉動以加載彈簧時，復位銷187接合復位杆247上的一個銷251。如圖13所示，凸輪構件171的順時針轉動使復位杆逆時針轉動。復位杆247具有一個凸緣253，該凸緣接合閉合支座223，使閉合支座隨復位杆轉動。或者，閉合支座223當然也可以具有一個由復位杆247接合的凸緣。聯杆245將閉合彈鍵板235推向閉合D彈鍵軸239，閉合彈鍵板235的倒圓的角部235R轉動閉合D彈鍵軸239，以便使彈鍵軸穿過凹口243。當閉合彈鍵板235在閉合D彈鍵軸239上方經過時，彈鍵軸239向迴轉動，因而當復位杆247滑離復位銷187且扭簧231順時針方向偏壓閉合支座223時，彈鍵凸耳241接合閉合D彈鍵軸239，以便將閉合支座223保持在復位位置即圖14所示的鎖閉位置上。如上所述，復位杆247可獨立於閉合支座223轉動，但是它受到第二扭簧255(見圖16)的偏壓而抵靠閉合支座。然而由於手動加載系統具有棘輪機構，它使凸輪組件107在手柄31循環時退避(backoff)，因而復位銷187可接合復位杆247並使其反抗第二扭簧235的偏壓力順時針轉動而離開鎖閉的閉合支座223。由於這可以防止對閉合支座機構221的損傷，因而是本發明的一個重要特徵。
如上所述，跳閘D彈鍵軸213轉動以打開斷路器，它完全由兩個側板97支承，如圖17所示。它位於機構17的頂部，具有在一端部上的一個咬合模製塑料平臺257和另一端上的另外二個平臺259和261，它們都在側板97的外側。模製塑料平臺257和259鍵接於跳閘D彈鍵軸213在側板97外側的每個端部上。平臺261可在跳閘D彈鍵軸213上自由轉動，但是具有一個延伸部247，該延伸部接合平臺259以便將其連接於跳閘D彈鍵軸。這些模製平臺由電磁線圈接合以便轉動跳閘D彈鍵軸213，從而按照上述方式打開斷路器。平臺257由低壓電磁線圈(如果設置了的話)接合。平臺259由可以遙控的輔助跳閘電磁線圈(未畫出，而且如果設置了的話)轉動。平臺261由跳閘驅動器(未畫出，而且如果設置了的話)接合，跳閘驅動器由跳閘組件37響應於被保護的電路中的過流或短路電流而被賦能。
如圖17所示，閉合D彈鍵軸239平行於靠近機構17的頂部的跳閘D彈鍵軸213，完全由側板97支承。現在同時也參閱圖18至21，一個模製的閉合松釋平臺263安裝在閉合D彈鍵軸239上，但是可以自由轉動。這是由於閉合松釋平臺263是聯鎖機構265的一部分，該聯鎖機構265使觸頭43的跳開優先。該聯鎖機構265包括一對閉合彈簧松釋杆267，它們在閉合松釋平臺263外側鍵接於閉合D彈鍵軸239。每個閉合彈簧松釋杆267具有從杆橫向延伸的止動器269。止動器269被拉簧273(見圖4)偏壓在止動軸271上，以便將閉合D彈鍵軸239保持在板起位置上。閉合松釋平臺263被扭簧275(見圖4)順時針偏壓向水平位置。一個滑板形式的聯鎖構件277設置在閉合彈簧松釋平臺263和在一側的閉合彈簧松釋杆267之間。長形滑板277松配合地安裝在跳閘D彈鍵軸213上，彈鍵軸213穿過長槽279，滑板277具有在一端上的凸起281，當滑板處於圖18所示的第一位置上時，該凸起與閉合彈簧松釋平臺263上的銷283對準。因此，當滑板277處於該位置時，例如由閉合電磁線圈285引起的閉合彈簧松釋平臺263的向下轉動使銷283接合滑板277上的凸起281，將閉合彈簧松釋平臺的轉動轉變成閉合彈簧松釋杆267的轉動，如圖19所示。這引起閉合D彈鍵銷239轉動，從而鬆開閉合彈鍵組件225，使閉合支座223退回，從而使閉合彈簧18和觸頭43松釋。閉合彈簧松釋平臺263也可以由閉合按鈕23轉動，這將在下文描述。
凹部287鄰近於滑板277上的凸起。閉合彈簧松釋平臺263的繼續向下轉動使銷283滑離滑板上的凸起281並落入凹部287。這使閉合彈簧松釋杆267，以及閉合D彈鍵銷239返回鎖閉位置，形成圖20所示的狀態。此時閉合彈簧18可以再次加載。如果沒有本發明的聯鎖機構265，閉合電磁線圈285或按鈕23的繼續啟動將導致閉合彈簧的再松釋(rerelease)。如圖20所示的狀態可防止其發生，從而提供了一種「反泵送(anti-pumping)」特徵。當銷283開始滑離凸起281並進入凹部287時，它將滑板277向右推至圖20所示位置。直至閉合彈簧松釋杆267已顯著轉動以通過閉合D彈鍵銷239的轉動鬆開閉合支座彈鍵組件25時才發生上述狀態，這一點是很重要的。這是通過銷283的尺寸來保證的，該銷的邊緣不超越限定凹部287的凸起281的邊緣，從而產生一個向右推滑板277的分力，直至閉合D彈鍵銷已轉動而松釋閉合支座彈鍵組件25為止。
如圖21所示，通過將滑板277向右移至第二位置，閉合彈簧松釋平臺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，因而閉合彈簧松釋杆不隨閉合彈簧松釋平臺轉動，因而閉合彈簧18不被松釋。滑板277被一個彈簧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263的啟動使閉合彈簧松釋杆267轉動。滑板277被一個觸頭閉合構件移至第二位置，該觸頭閉合構件呈現為在極軸33上的凸起部291的形式，極軸轉動以接合滑板277的端部並將其移至第二位置，在該位置上，當觸頭43閉合時閉合彈簧松釋被超越。滑板277也被跳閘平臺259上的凸起93移至第二超越位置，該凸起293通常伸入滑板277頂部上的一個凹口295中。但是，如果跳閘D彈鍵銷213被驅動，使跳閘平臺259順時針轉動，那麼，凸起293在凹口295的端部接合滑板277，並將其移至圖21所示的第二位置。因此，如果跳閘機構203被啟動，那麼，閉合彈簧組件255的彈鍵則不能被啟動。
應當注意的是，跳閘機構203及閉合彈簧彈鍵組件都不要求調整。側板97上的接納彈鍵銷213和239的孔提供足夠的對準作用，從而保證了良好的彈鍵接合。應當注意是，任何彈鍵及其有關零件都無需使用軸承。在側板97上的衝孔由於上述零件負載輕、轉速低可以提供全部的軸承要求。另外，由於零件是光滑的模製塑料件，因而無需潤滑。
如上所述，為了閉合和打開斷路器的觸頭43，分別設置按壓閉合按鈕23和按壓打開按鈕25。這些按鈕直接裝在標準化的操縱機構17上並構成其一部分。如圖22-24和26所示，按鈕23和25是模製的平面構件，在下端具有橫向孔297，沿側緣299敞開小於180度，最好大約為160度。這兩個模製按鈕可轉動地安裝在共用的樞軸構件301上，該構件穿過側板97。共用樞軸構件301在側板97之間的部分是由如上所述的確定側板間距的隔件101之一構成的。螺紋軸103伸出圖22中右側板97並支承套筒303，該套筒為與隔件101直徑相同的圓筒形構件。按壓閉合按鈕23如圖26所示咬合在套筒303上，而按壓打開按鈕25咬合在隔件101上。固定在按壓閉合按鈕23頂部的操縱銷305沿右側板97延伸，在按壓至啟動位置時其與閉合彈簧松釋平臺263上的銷283接合以松釋閉合彈簧的部位上與共用樞軸成橫向。按壓閉合按鈕23被拉簧307(見圖26)和偏壓彈簧松釋平臺263(見圖4)的彈簧231偏壓至非鎖閉位置。同樣，按壓打開按鈕25具有一個操縱銷309，它沿圖22中的左側板97延伸，也與樞軸線成橫向，並在啟動時接合跳閘平臺259以打開觸頭。按壓打開按鈕25被一個類似於彈簧307的拉簧(未畫出)偏壓至非鎖閉位置。
如前所述，按鈕在操縱機構17上的安裝使按鈕難於在殼體中與開口對準。本發明設置了面板19，通過面板可夠到打開和閉合按鈕23和25，從而避免了上述困難。面板19按照下面將描述的方式也固定在操縱機構上，因而不存在按鈕相對於面板的問題。面板19在蓋9上的開口21後對準，蓋9構成斷路器殼體3(見圖1)的一部分。面板19的面積大於開口21，因而考慮進各零件的公差，開口21在蓋放置在操縱機構上時總是由面板19充滿。
本發明的另一個獨特的特徵是面板19安裝在操縱機構17前面的固定位置上的方式。現在同時也參閱圖24和25，可以看出面板19是一個模製的平面構件，帶有整體的上、下安裝凸緣315t和315b。面板藉助穿過凸緣315和側板97的安裝棒317固定在側板97上。下部凸緣315b側向間隔開來，因而它們抵靠側板97，因此側向固定面板19的位置。從面板19的大致中央向後延伸的模製的凸起319接合一個側板97的前緣上的凹口312，以便垂向固定面板的位置。
本發明也克服了使閉合彈簧加載/卸載指示器27及觸頭開/閉指示器29與殼體上的開口對準時通常會遇到的問題。按照本發明，指示器27和29直接安裝在面板19上的開口323和325中，如圖24-27所示。模製的指示器如加載/卸載指示器27模製有一個拱形前面327，如圖27所示。加載彈簧的第一和第二加載和卸載狀態是由拱形前面327下半部的文字符號DISCHARGED(卸載)和彈簧松釋符號，以及上半部的文字符號CHARGED(加載)和彈簧受壓符號指示的。可分開的觸頭狀態是由指示器29的拱形面上的文字符號OPEN(打開)和CLOSED(閉合)指示的。
指示器27和29藉助模製在面板背面與開口並置且具有面對的樞軸331的整體凸緣可擺動地安裝在面板19上的開口323和325中。指示器藉助支承件可擺動地支承在樞軸331上，上述支承件呈整體向後延伸的凸緣333的形式，凸緣333具有孔335，樞軸331咬合在孔335中以便可擺動地安裝指示器。
指示器27和29通過快動(snap action)」驅動器337和339在其各自的指示之間轉動。「快動」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的分立的位置，它們不能緩慢地從一種指示變成另一種指示，而是從一種指示快速跳動至另一種指示。
閉合彈簧指示器27的「快動」驅動器337包括凸輪軸115。如前所述，安裝在凸輪軸115上的凸輪構件171通過其一半的轉動使閉合彈簧18加載，並將能量儲存在彈簧中，以便在其另一半轉動中使觸頭43閉合。因此，固定著凸輪構件171的凸輪軸115的轉動位置提供了對彈簧18加載狀態的可靠指示。如圖28-30所示，伸出側板97的凸輪軸115的外端具有一個圓周面341，該圓周面由於在凸輪軸115上的平面形成凹部343而具有徑向不連續性。為了使凸輪軸115的轉動位置與加載/卸載標識即指示器27相聯繫，杆345形式的驅動構件，其一端在搖臂銷127上擺動，該驅動構件由拉簧347偏壓向凸輪軸115。如圖28所示，驅動杆345當閉合彈簧18充分卸載時抵靠在凸輪軸115的圓周面341上。在一端由驅動構件接合的鋼絲件349由一對模製在面板19後部上導向件351(也可參閱圖25)引導作垂向運動。鋼絲件349上端上的銷353接合在指示器27的樞軸向後的指示器凸緣333上的凹口355中。當閉合彈簧充分卸載時顯示文字符號DISCHAGED。
閉合彈簧18通過凸輪構件115的轉動而加載時，凸輪軸逆時針轉動，如圖28中箭頭所示。當凸輪軸轉動大約175度至圖29所示位置時，驅動杆345抵靠凸輪軸115上的圓周面保持靜止。如上所述，加載凸輪173在170度時已到達峰值，而現在正由加載彈簧驅動。如圖29所示，驅動杆345恰好在凸輪軸115上的凹部343的邊緣上。當彈簧18使凸輪轉至圖30所示的閉合位置時，驅動杆345的第二端離開凸輪軸115的圓周面341，落入凹部343中。這就使指示器27快動至加載位置，在窗口323中出現文字符號CHARGED。驅動杆345藉助止動器357保持在凹部343中，該止動器357是由凸輪軸襯套117的環部上的凹口形成的。
閉合彈簧例如通過按壓閉合按鈕29或通過閉合電磁線圈驅動而松釋。儲存在閉合彈簧87(見圖2)中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動至圖28所示的充分卸載位置。從圖30可以看出，凸輪軸115上的平面向下推動驅動杆345，直至第二端再次接合圓周面341，如圖28所示。
提供觸頭43的狀態的指示的開/閉指示器29由極軸33驅動，對觸頭狀態提供可靠的指示。如圖31和32所示，指示器29的快動驅動器339包括一個基本呈L形的開/閉驅動器359，它可擺動地安裝在閉合支座樞軸229上。安裝在開/閉驅動器359的一個臂上的銷361由拉簧367偏壓在開/閉滑板365上的肩部363上。開/閉滑板365是個長形構件，它藉助在一端的一個槽369安裝在閉合支座樞軸229上，藉助在另一端的一個長槽373安裝在銷371上。開/閉驅動器359的第二臂375具有一個槽377，它由鋼絲件381上的彎曲下端379接合。鋼絲件381的上端383側向彎曲以接合指示器29上的凹口384。鋼絲件381在兩端的中間由面板19背面上模製的導向件385支承。開/閉滑板365、開/閉驅動器359和鋼絲件381包括一個連接於開/閉指示器29的驅動聯杆機構。
觸頭43閉合時，開/閉指示器29的快動驅動器339由彈簧367偏壓至圖31所示的位置，在該位置上，開一閉指示器29向下轉動，在窗口325中顯示文字符號CLOSED。當觸頭43打開時，極軸33轉至圖32所示位置，其中，極軸凸起部387接合開/閉滑板365並將其向右驅動。這使開/閉驅動器359順時針轉動，從而下向推動鋼絲件381，以便使開/閉指示器29逆時針轉動，在窗口325中顯示文字符號OPEN。極軸33被閉合彈簧18迅速地從圖32所示位置轉至圖31所示位置，使觸頭閉合。這種迅速的動作使開/閉指示器29從顯示文字符號OPEN快動至顯示觸頭在彈簧367作用在的CLOSED(閉合)狀態。同樣，當觸頭由彈簧87驅動打開時，極軸33迅速轉至圖32所示的位置。應當注意的是，開/閉指示器被偏壓至「閉合」位置，只是在極軸轉動的最後部分中才快動至打開位置。因此，如果觸頭焊合，指示器將繼續顯示不安全的「閉合」指示。
如前所述，閉合彈簧18可手動或電動地通過凸輪軸115的轉動而被加載。手動或電動地轉動凸輪軸115的驅動機構387表示在圖33-37中。驅動機構387包括一對鍵接於凸輪軸115的平面上的棘輪389a和399b。手柄脫開凸輪391和電機脫開凸輪393也在棘輪389之間鍵接於凸輪軸。銷395將凸輪391和393連接於棘輪389，從而使轉矩從棘輪通過凸輪391和393以及直接通過棘輪傳入凸輪軸115。
棘輪389由加載手柄31通過手柄驅動聯杆397轉動，聯杆397由兩根聯杆397a和397b構成，聯杆397b只在自由端附近具有凸輪表面399。手柄驅動聯杆397的上述自由端在上述那對棘輪389之間延伸並具有一個手柄驅動銷401，該銷可以接合棘輪圓周上的棘齒403。手柄驅動聯杆397的另一端通過樞軸405可擺地連接於手柄31。
手柄31可擺動地安裝在搖臂銷127的延伸部上並由C形夾407固定在位。由一對板409a和409b構成的止動器409也樞接在搖臂銷127上。止動器409也在棘輪板389a和389b之間延伸並具有一個接合棘齒403的橫向止動銷411。一個拉簧413(見圖36)相向偏壓手柄驅動聯杆397和止動器409，並將其偏壓向與棘輪389接合的狀態。另外，拉簧415安裝在搖臂銷127上並具有一個腿部415a，該腿部抵靠手柄下側，將其偏壓向圖33所示的暫留位置(stowed position)，還具有一個臂部415b，它抵靠止動器的下側，也將其偏壓向棘輪389。
本發明的另一個獨特的特徵是棘齒403和驅動銷401和止動銷411的結構。如圖35所示，棘齒403呈拱形，其根部的半徑與手柄驅動銷401及止動銷411的半徑互補。這種結構可減小棘齒403根部的應力集中，使棘齒389的製造更為簡便，可從平的原材料衝壓而成。手柄驅動銷401和止動銷411採用車制銷(turned pins)也可消除使用通常的直緣驅動和止動齒引起的應力集中。
如圖33，34和36所示，向下順時針方向拉動手柄31可手動地使閉合彈簧18加載。當向下拉動手柄時，手柄驅動銷401接合每個棘輪389a和389b的齒403以便順時針轉動凸輪軸115。彈簧413和415可以使止動器在順時針方向轉動的棘齒403上通過。在手柄行程的末端，拉簧415使手柄向暫留位置返回。彈簧413再次使手柄驅動銷在由止動器409保持靜止的齒上經過。當手柄31安裝在搖臂銷127上而不是安裝在凸輪軸115上，使其圍繞與棘輪軸線平行但側向間隔開來的一根軸線轉動時，驅動聯杆397可由銷405連接於手柄31，連接點比棘輪389a和389b的半徑更靠近擺臂銷127提供的軸線。這種布置為手柄31提供了更大的機械效率，手柄31當然顯著長於棘輪389a和389b的半徑。
手柄31反覆往復運動逐漸轉動棘輪389，以及凸輪軸115，以便使彈簧18加載，當彈簧18變得完全加載時，手柄脫開凸輪391轉至一個位置，在該位置上，凸輪凸起部391a使凸輪表面399接合在手柄驅動聯杆板397b上，並將驅動聯杆397向上抬起，使驅動銷401與棘輪389的棘齒403脫開。因此，當閉合彈簧18已加載且閉合支座223抵靠凸輪構件171時(如圖14所示)，手柄31脫開連接，力不再能夠用來使凸輪軸115抵抗閉合支座223轉動。
當閉合彈簧18松釋時，凸輪軸115迅速轉動。已經發現，發生這種情況時，手柄驅動銷401由於棘齒403迅速轉動引起的反跳會使手柄31跳離暫留位置。在一個實施例中，發揮這種功能的是在手柄驅動聯杆397頂部上的側向凸起，該凸起呈蓋板417的形式。該蓋板417蓋在棘齒403的頂部，手柄處於暫留位置，從而使手柄驅動銷抬離棘齒403，如圖33所示。這並不幹涉手柄31的正常工作，因為當手柄向下拉時蓋板417沿齒滑動，直至手柄驅動銷401向下進入與每個棘輪399上的齒463接合狀態。蓋板417最好是用彈性樹脂材料模製的。
驅動機構387也包括一個電機操縱器419，該操縱器包括一個小型高轉矩電機421，其帶有一個減速齒輪箱423。安裝板425將可選擇採用的電機操縱器419安裝在操縱機構17的支承點側，其包括彈簧支承銷141。如圖36和37所示，齒輪箱的輸出軸(未畫出)具有一個偏心裝置427，該偏心裝置藉助樞軸429安裝在電機驅動聯杆431上。驅動聯杆431由兩塊板431a和431b構成，這兩塊板在自由端附近支承一橫向的電機驅動銷433。電機驅動聯杆431a具有一個鄰近電機驅動銷433的凸輪表面435。託架437支承拉簧439，該拉簧在圖37中看去逆時針方向偏壓電機驅動聯杆431。一個V形塑料止動器432由託架437上的凸緣支承，使電機驅動聯杆431定心，以便適當地對準而接合棘輪389。如圖36所示，當電機操縱器419安裝在操縱機構17側時，彈簧439偏壓電機驅動銷433進入與棘輪389的棘齒403的接合狀態。電機421的工作使偏心裝置427轉動，從而使電機驅動聯杆431往復運動，逐漸使棘輪389轉動。當閉合彈簧18變得完全加載時，電機脫開凸輪393轉至一個位置(未畫出)，在該位置上，凸起部393a接合電機驅動聯杆413a上的凸輪表面435，使電機驅動聯杆431抬離棘輪389，從而使電機驅動銷433與棘齒403脫開。這就再次防止了轉矩繼續施加在正在由閉合支座223限止轉動的凸輪軸上。同時，在棘輪389外裝在凸輪軸115端部的電機停止凸輪441(見圖33)轉至一個位置，在該位置上，它接合一個裝在一個平臺445上的電機停止微動開關443，上述平臺則固定在安裝板425上。軸向延伸的凸輪表面441c驅動開關以關斷電機421。
圖38表示使手柄驅動銷401與棘齒403和棘輪389脫開的另一種布置。在這個實施例中，例如套筒447形式的一個抬升構件或止動器藉助螺栓449鄰近於棘輪389固定在側板97上。當手柄31返回圖38實線所示暫留位置時，驅動聯杆397b上的凸輪表面399接合抬升構件447，如圖所示順時針轉動驅動聯杆，以便使驅動銷401與棘齒403脫開。因此，當閉合彈簧松釋，棘輪迅速轉動時，驅動聯杆保持脫開棘輪，手柄31不受幹擾。當手柄被順時針方向拉動時，它轉過15度至圖38中虛線所示位置，在該位置上，驅動銷401再次接合棘齒403。提升構件447和蓋板417在棘齒接合前形成手柄的大約15度的運動。這樣，在手柄加載之前使用戶可牢握在手柄上。
如前所述，操縱機構17的主要構件安裝在側板97之前並由其支承。這樣就形成了一個可以單獨裝配的標準化操縱機構。所有構件都是標準的，只有閉合彈簧對於不同的電流額定值而各不相同。因此，操縱機構可以完全裝配和是盤存的，只是閉合彈簧可根據其體應用場合而加以選配。
這種將所有構件在側板之間或在側板上安裝的布置，如上所述，由於零件是夾置在側板之間的，因而無需許多緊固件。另外，對於輕負載的旋轉軸來說，由於側板的固定的對準可保證軸的對準，而且側板上的孔可提供適當的支承作用，因而無需設置單獨的軸承。與此有關，軸的孔是衝出的，大家知道，這可以在衝出的孔中形成一個薄的環形表面，它比板的厚度薄，用作軸承。
這種標準化結構也可簡化操縱機構17的裝置。如圖4所示，操縱機構可以在側板97之一上構制。所有的零件裝配好時，再將另一側板放置在頂部，由螺母105(見圖3)固定。為了便於裝配，各軸具有相同的長度以便夾置在側板之間，其裝在側板上的孔中的減徑的端部的長度是變化的。因此，如圖39所示，銷451a至451d都具有插在側板971之一的孔455a至455d中的相同長度的減徑端部。在所有其它零件(在圖40中未畫出)已裝好後，第二側板972放置在頂部，使軸451a至451d的第二端部457a至457d可對準於孔459a至459d。因此，所有的銷不必同時插入上部的側板972上的孔中，減徑端部457a比其它端部長，自己首先插入自己的孔中。當側板972降下時，銷415b的較短的端部457b插入它的孔459b中。當側板接續降下時，每個軸各自插入側板972上的有關孔中，但是所有的銷不必同時地對準。
雖然上面已詳述了本發明的具體實施例，但是本專業技術人員懂得，按照本說明的描述可以對它們的細節作各種修改和變化。因此，各實施例只是描述性的，而並不是對本發明範圍的限定。
權利要求
1.電開關設備的聯鎖組件，其用於打開和閉合電力電路，具有用於閉合電力電路的閉合彈簧裝置和用於打開電力電路的打開彈簧裝置，所述聯鎖組件包括一個閉合彈簧松釋杆，其用於在被轉動時松釋所述閉合彈簧裝置以閉合所述電力電路；一個閉合彈簧松釋平臺，其被轉動以開始所述閉合彈簧裝置的松釋；以及一個在所述閉合彈簧松釋杆和所述閉合彈簧松釋平臺之間的聯鎖機構，其包括一個可在第一位置和第二位置之間活動的聯鎖構件，在所述第一位置上，所述聯鎖構件將所述閉合彈簧跳閘平臺的轉動轉化成所述閉合彈簧松釋杆的轉動，以便松釋所述閉合彈簧裝置，並操縱所述電開關設備以閉合所述電力電路，在上述第二位置上，所述閉合彈簧松釋平臺的轉動不轉化成所述閉合彈簧松釋杆的轉動，還包括將所述聯鎖構件偏壓向所述第一位置的裝置。
2.根據權利要求1所述的聯鎖組件，其特徵在於所述聯鎖機構包括將所述閉合彈簧松釋杆偏壓向所述閉合彈簧裝置不被松釋的位置的裝置。
3.根據權利要求2所述的聯鎖組件，其特徵在於所述聯鎖機構還包括一個觸頭閉合構件，該構件當所述電開關設備被閉合時將所述聯鎖構件移至所述第二位置。
4.根據權利要求2所述的聯鎖組件，其特徵在於所述聯鎖機構包括一個跳閘構件，所述跳閘構件松釋所述打開彈簧裝置以打開所述電開關設備，並且具有當所述跳閘構件被啟動時將所述聯鎖構件移至所述第二位置的裝置。
5.根據權利要求4所述的聯鎖組件，其特徵在於所述聯鎖機構包括一個觸頭閉合構件，該構件當所述電開關設備被閉合時將所述聯鎖構件移至所述第二位置。
6.根據權利要求2所述的聯鎖組件，其特徵在於所述閉合彈簧松釋平臺上有一個銷，當所述閉合彈簧松釋平臺被轉動，使所述聯鎖構件處於所述第一位置時接合所述聯鎖構件，所述聯鎖構件具有一個凹部，所述閉合彈簧松釋平臺上的所述銷轉動進入所述凹部而不轉動所述聯鎖構件，使所述聯鎖構件處於所述第二位置。
7.根據權利要求6所述的聯鎖組件，其特徵在於所述松釋杆固定在一個閉合彈鍵銷上，該閉合彈鍵銷由所述松釋杆轉動以松釋閉合彈簧，所述閉合彈簧松釋平臺樞接在所述閉合彈鍵銷上但獨立於閉合彈鍵銷轉動。
8.根據權利要求6所述的聯鎖組件，其特徵在於所述聯鎖構件處於所述第一位置時，所述閉合彈簧松釋平臺的繼續轉動使所述銷滑離所述聯鎖構件，進入所述聯鎖構件中的所述凹部，從而將所述聯鎖構件拉向所述第二位置，並防止所述閉合彈簧裝置在沒有所述閉合彈簧松釋平臺松釋的情況下再次松釋。
9.根據權利要求8所述的聯鎖組件，其特徵在於所述銷的尺寸大小使其延遲滑入所述凹部及將所述聯鎖構件拉向所述第二位置，直至所述閉合彈簧松釋杆已被充分轉動而松釋所述閉合彈簧裝置為止。
10.電開關設置，它被打開和閉合以控制電力電路中的電流，所述電開關設備包括可分開的觸頭，包括固定觸頭裝置和活動觸頭裝置；一個觸頭承載件，所述活動觸頭裝置安裝在其上以便作打開和閉合所述可分開的觸頭的運動；一個操縱機構，其用於移動所述觸頭承載件以打開和閉合所述可分開的觸頭並包括閉合彈簧裝置，它被加載以儲存能量並被松釋以釋放儲存的能量，以便移動所述觸頭承載件，從而閉合所述可分開的觸頭；打開彈簧裝置，它通過閉合所述可分開的觸頭而加載，它被松釋以打開所述可分開的觸頭；以及一個聯鎖組件，它包括一個松釋杆，其用於當移動時松釋所述閉合彈簧裝置以釋放所述儲存的能量並閉合所述可分開的觸頭；一個閉合松釋平臺，它可活動而開始所述閉合彈簧裝置的松釋；一個在所述松釋杆和所述閉合彈簧松釋平臺之間的聯鎖構件，它可在第一位置和第二位置之間移動，在上述第一位置上，所述聯鎖構件將所述閉合彈簧松釋平臺的運動傳至所述松釋杆以松釋所述閉合彈簧裝置，在上述第二位置上，所述閉合彈簧松釋平臺的運動不傳至所述松釋杆；以及一個跳閘構件，它可移至一個跳閘位置以松釋所述打開彈簧裝置，從而打開所述可分開的觸頭，並且將所述聯鎖構件移至所述第二位置。
11.根據權利要求10所述的電開關設備，其特徵在於所述聯鎖組件還包括一個觸頭閉合構件，當所述可分開的觸頭閉合時該構件可移至一個閉合位置，在該閉合位置上，所述聯鎖構件由所述觸頭閉合構件接合併移至所述第二位置以防止所述閉合彈簧裝置的松釋。
12.根據權利要求10所述的電開關設備，其特徵在於所述聯鎖組件還包括第一樞軸裝置，它用於安裝所述松釋杆以便轉動，從而松釋所述閉合彈簧，以及一個第二樞軸裝置，它用於安裝所述閉合彈簧松釋平臺以便轉動，只有當所述聯鎖構件處於所述第一位置時，所述聯鎖構件才將所述閉合彈簧松釋平臺的轉動轉化成所述松釋杆的轉動。
13.根據權利要求12所述的電開關設備，其特徵在於所述聯鎖組件包括第三安裝裝置，它用於安裝所述聯鎖構件以便在所述第一和第二位置之間滑動，使在所述第一位置上的所述聯鎖構件的轉動轉化為所述松釋杆的轉動。
14.根據權利要求13所述的電開關設備，其特徵在於所述閉合彈簧松釋平臺上有一個銷，當所述閉合彈簧松釋平臺隨所述第一位置上的所述聯鎖構件轉動時，該銷接合所述聯鎖構件，所述聯鎖構件具有一個凹部，在所述閉合彈簧松釋平臺上的銷如果所述聯鎖構件不隨所述第二位置上的所述聯鎖構件轉動時則轉入所述凹部中。
15.根據權利要求14所述的電開關設備，其特徵在於所述跳閘構件包括一個彈鍵銷，它可轉至一個非鎖閉位置以松釋所述打開彈簧裝置；以及一個跳閘杆，它安裝在所述彈鍵銷上，並且當所述彈鍵銷轉至所述非鎖閉位置時使所述聯鎖構件滑至所述第二位置。
16.根據權利要求15所述的電開關設備，其特徵在於所述操縱機構包括一個按壓閉合按鈕，以及當啟動所述按壓閉合按鈕時轉動所述閉合彈簧松釋平臺的裝置，還包括一個按壓打開按鈕，以及當啟動所述按壓打開按鈕時轉動所述跳閘杆以便將所述彈鍵銷轉至所述非鎖閉位置並將所述聯鎖構件移至所述第二位置的裝置。
17.根據權利要求13所述的電開關設備，其特徵在於所述第一安裝裝置包括一個閉合彈簧彈鍵銷，所述松釋杆固定在所述閉合彈簧彈鍵銷上並由所述松釋杆轉動以松釋所述閉合彈簧裝置，所述第二安裝裝置包括將所述閉合彈簧松釋平臺安裝在所述閉合彈簧彈鍵銷上但又獨立於所述閉合彈簧彈鍵銷轉動的裝置。
18.根據權利要求13所述的電開關設備，其特徵在於所述操縱機構包括一個由一對側板構成的框架，以及按照嚴格間隔開來的關係固定所述側板的裝置，所述第一、第二和第三安裝裝置由所述框架完全支承。
19.根據權利要求18所述的電開關設備，其特徵在於所述第一安裝裝置包括一個閉合彈簧彈鍵銷，它安裝在所述側板的對準的孔中。
20.根據權利要求19所述的電開關設備，其特徵在於所述第二安裝裝置包括用於將所述閉合彈簧松釋平臺安裝在所述閉合彈簧彈鍵銷上但又獨立於所述閉合彈簧彈鍵銷轉動的裝置。
全文摘要
電開關設備包括螺旋壓縮閉合彈簧,它通過搖臂連接於凸輪構件以保持彈簧縱向力。凸輪構件有加載凸輪。帶有壓縮閉合彈簧的加載輪廓,以及驅動凸輪構件以實現儲能的可控釋放,從而閉合設備觸頭的閉合輪廓。由彈簧偏壓至非鎖閉位置的閉合支座由彈鍵組件鎖閉,將閉合彈簧固定在加載狀態,彈鍵組件由與閉合支座分開的復位杆復位,閉合支座則在加載中由凸輪構件的轉動復位。當觸頭閉合或啟動跳閘松釋時,聯鎖機構防止閉合彈簧松釋。
文檔編號H01H33/28GK1242591SQ9910633
公開日2000年1月26日 申請日期1999年5月6日 優先權日1999年5月6日
發明者亨利·安東尼·威利三世, 雷蒙德·克裡德·多蘭, 菲利普·裡德·烏勒裡西 申請人:尹頓公司