用于直接驱动马达操作器的超越离合器的制作方法

专利名称：用于直接驱动马达操作器的超越离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气开关设备操作机构，更具体地涉及一种设置在操 作机构加载马达和操作机构加载手柄之间的超越离合器(单向离合器，过 速离合器)。
背景技术：
电气开关设备通常包括壳体、具有一对触点的至少一个母线组件、脱 扣装置和操作机构。壳体组件被构造成绝缘并包封其它部件。所述至少一 对触点包括固定触点和可动触点，并且通常包括多对固定触点和可动触点。 每个触点与导电母线联接并电气连通，该导电母线进一步与线路或负载联 接并电气连通。脱扣装置被构造成检测过电流状况和致动操作机构。操作 机构被构造成手动地或者随着脱扣装置的致动打开触点和闭合触点。即，操作机构包括闭合组件和打开组件两者，这两个组件可具有构造 成使可动触点在第一打开位置和第二闭合位置之间移动的共用元件，在该 第一打开位置触点分离，在该第二闭合位置触点联接并且电气连通。操作 机构包括可旋转极轴，其联接到可动触点并且被构造成使每个可动触点在 闭合位置和打开位置之间移动。闭合组件和打开组件两者的元件联接到极ii轴以便实现触点的闭合和打开。电气开关设备通常具有储能装置例如至少一个打开弹簧，以及联接到 极轴的至少一个连结件。该至少一个连结件通常包括作为肘节组件协同作用的两个连结件。当触点打开时，肘节组件处于第一叠缩(collapsed)构 型，相反地，当触点闭合时，肘节组件通常处于第二肘节构型或者轻微过 肘节构型。弹簧将肘节组件偏压到叠缩构型。脱扣装置将弹簧和肘节组件 保持在第二肘节构型。脱扣装置包括过电流传感器、闩锁组件，并且可包括联接到肘节组件 的一个或多个附加的连结件。可选择地，闩锁组件直接联接到肘节组件。 当过电流状况发生时，闩锁组件被释放，允许所述打开弹簧导致肘节组件 叠缩。当肘节组件叠缩时，联接到极轴的肘节组件连结件使得极轴旋转， 从而使可动触点移动到打开位置。通常，闭合触点所需的力大于人能够轻易施加的力。因此，操作机构 通常包括用于闭合触点的机械闭合组件。闭合组件通常包括至少一个储能 装置例如弹簧和/或马达。通用的构型包括压缩闭合组件中的一个或多个弹 簧的马达。即，闭合弹簧联接到凸轮滚轮，该凸轮滚轮接合联接到马达的 凸轮。当马达使凸轮旋转时，闭合弹簧被压缩或加载。闩锁组件使闭合弹 簧保持在压缩构型。闩锁组件被用户致动以启动闭合过程。闭合组件被构 造成将弹簧中储存的能量施加给肘节组件，以使得极轴旋转和闭合触点。在许多电气开关设备中，弹簧经由凸轮滚轮联接到肘节组件。即，肘 节组件也通常在肘节接头处包括凸轮滚轮。闭合组件进一步包括设置在与 闭合弹簧凸轮共用的凸轮轴上的一个或多个凸轮。可选择地，根据凸轮的 构型，闭合弹簧凸轮滚轮和肘节组件凸轮滚轮两者可接合相同的凸轮。当 闭合弹簧被释放时，闭合弹簧凸轮滚轮向相关联的凸轮施加力，并且使凸 轮轴旋转。凸轮轴的旋转还将使与肘节组件凸轮滚轮相关联的凸轮旋转。 当与肘节组件凸轮滚轮相关联的凸轮旋转时，该凸轮使肘节组件凸轮滚轮、 并从而使肘节组件移动到选定的位置和/或构型。可选择地，如通过引用结 合在此的序列号为No. 11/693,159的美国专利申请中所述，弹簧可联接到具有在预定路径上移动的活塞(ram)体部的活塞组件。活塞体部被构造 成直接接合肘节组件，并且使肘节组件移动到选定的位置。即，不管闭合 组件利用凸轮还是利用活塞组件，肘节组件都4皮移动以使极轴转动到其中 触点闭合的位置。例如，在闭合过程期间，肘节组件最初将被叠缩，从而触点打开。当 闭合弹簧,皮释放时，与肘节组件凸轮滚轮相关联的凸轮的旋转将使得肘节 组件移动回第二肘节位置，从而闭合触点。此运动也给打开弹簧加载。同 时或者几乎同时地，脱扣装置闩锁将被复位，从而保持肘节组件处于第二 肘节位置。在触点闭合之后，通常对闭合弹簧再次加载，以便在过电流脱 扣之后，触点能够被再次快速闭合。即，如果闭合弹簧被加载，则触点可 几乎立即闭合而不必等待给闭合弹簧加载。如上所述，闭合弹簧的加载通常经由马达实现。马达具有直接或间接 联接到加载凸轮的轴的输出轴。除了加载马达之外，大多数电气开关设备 包括细长的手动加载手柄。加载手柄也直接或间接作用在加载凸轮的轴上。 为了防止当手柄被用于给闭合弹簧加载时加载手柄向马达施加转矩，在马 达和手柄之间设置离合器。闭合组件中使用的常用类型的离合器是往复驱动离合器。尽管这种往 复驱动离合器很好地起作用，但是其具有几个缺陷。首先，往复驱动离合 器包括一定数量的部件，这些部件全部受到磨损。此外，往复驱动离合器 通常由于非对称负载而具有很大噪声。尽管噪声水平不会影响设备的操作， 但是用户可能将噪声水平误解为机械问题。因此，噪声水平是用户感受到 的问题。类似地，在马达加载操作期间使用超越离合器导致手柄振动。同 样，这不会影响闭合组件的操作但是会导致用户产生差的印象。因此，需要一种具有数量减少的部件的超越离合器组件。还需要这样一种超越离合器组件，该组件构造成以具有有限的可观察 到的或可听到的迹象的方式操作。发明内容13本发明的至少 一 个实施例满足了这些以及其它需求，该实施例公开了 一种用于电气开关设备操作机构的超越离合器组件。该超越离合器组件包 括链轮和轮毂组件。轮毂组件可旋转地联接到链轮，并且构造成相对于链払、:a^n痴'士i^^娃 * il a;女"}払扭紐^W^全始丄告j^可胺寇W闭定到加载组件中的凸轮轴。手动加载手柄也联接到凸轮轴，并且构造成使 凸轮轴沿加载方向旋转。在此构型中，操作者可使用手柄组件或马达对电 气开关设备的闭合弹簧加载。当手柄组件被用于加载闭合弹簧时，凸轮轴 使得轮毂组件旋转越过链轮。从而，凸轮轴的旋转没有传递到马达。当马 达被使用时，马达使链轮和轮毂组件两者旋转。轮毂组件将旋转力从马达 传递至凸轮轴。


当结合附图阅读时，从下文对优选实施例的描述可充分理解本发明，在附图中图l是前盖被除去的电气开关设备的等距视图；图2是前盖、马达组件和手柄组件被除去的电气开关设备的等距视图；图3A和3B是电气开关设备的侧视图，其中为清楚起见前盖被除去并 且选定的部件被除去。图3A示出处于卸载位置的弹簧，图3B示出处于加 载位置的弹簧。图4示出超越离合器组件的分解视图。图4A示出链轮的细节。图5示出加载组件的选定部件的端视图。
具体实施方式
如这里使用的，"联接(耦接/coupled)"指的是两个或更多元件之 间的连结，只要发生连结即可，无论是直接还是间接连结。如这里使用的，"直接联接"指的是两个元件直接相互接触。 如这里使用的，"固定联接"或"固定"指的是两个部件相联接以作为一体移动。相互"固定"的部件可通过联接装置例如(但不限于)焊接 或难以接近的螺栓而相互"持久固定"。部件还可通过这样的联接装置相 互"可脱离地固定"，即，该联接装置在被接合时保持部件相对于彼此处 于设定的朝向，但是该联接装置可脱离联接。例如，套筒扳手通常包括具 有构造成"可脱离地固定"到套筒上的可旋转方轴的棘轮/手柄。
如图1所示，电气开关设备10包括限定被包封的空间14的壳体组件 12。在图1中，壳体组件12的前盖未示出，但是其在本领域中是^^知的。 电气开关设备10还包括导体组件20 (示意性示出)，该导体组件20具有 至少一个线路终端22、至少一个线路导体24、至少一对可分离触点26、 至少一个负载导体28和至少一个负载终端30。该至少一对可分离触点26 包括固定触点32和可动触点34。可动触点34被构造成在第一打开位置和 第二闭合位置之间移动，在该第一打开位置触点32、 34分离，在该第二闭 合位置触点32、 34相互接触并且电气连通。电气开关设备10还包括脱扣 装置40和操作机构50。操作结构50通常被构造成使至少一对可分离触点 26在第一打开位置和第二闭合位置之间移动。脱扣设备40被构造成检测 过电流状况，并且在检测到这种状况时致动操作结构50以打开至少一对可 分离触点26。
电气开关设备10还包括至少两个(通常为多个)侧板27。侧板27以 基本平行的朝向设置在壳体组件l2中。侧板27包括多个开口 29,其它部 件可附接到该开口或者其它部件可延伸通过该开口。如下所述，两个相邻 侧板27上的开口 29通常对准。尽管侧板27是优选实施例，但是应理解， 壳体组件12还可适配成包括所需的开口和/或附接点，从而有效地将侧板 27结合到壳体组件12中(未示出)。
电气开关设备10可具有一个或多个极，即一对或多对可分离触点26 ， 其中每个极具有相关联的导体和终端。如附图所示，壳体组件12包括三个 室13A、 13B、 13C，每个室封闭一对可分离触点26，并且每对可分离触 点26是用于电气开关设备10的极。具有中性极的三极构型或四极构型是 本领域公知的。操作结构50被构造成控制电气开关设备10中的所有成对
15的可分离触点26。因此，可理解，操作机构50的选定的元件例如(但不 限于)极轴56跨越全部三个室13A、 13B、 13C，并且接合每对可分离触 点26。但是，下文的说明没有特别地针对具体的每对可分离触点26。
如图2所示，操作结构50包括打开组件52和闭合组件54，打开组件 52被构造成将至少一对可分离触点26从第二闭合位置移动到第一打开位 置，闭合组件54被构造成将至少一对可分离触点26从第一打开位置移动 到第二闭合位置。打开组件52和闭合组件54都使用操作结构50的共用部 件。打开组件52不是要求保护的发明的一部分,但是为了下文描述的目的， 应理解，打开组件52是构造成使各种部件移动到下文所述位置的组件。另 外，应指出，打开组件52包括托架组件53，该托架组件53尤其用作肘节 组件58 (下文说明)的肘节止动件和肘节推动件。
如上所述通过引用结合在此的序列号为No. 11/693,159的美国专利申 请论述了关于闭合组件54的操作的其它细节。即，如序列号为No. 11/693,159的美国专利申请中所述的，闭合组件54利用构造成作用于肘节 组件62上的活塞组件60，其中肘节組件62经由极轴56联接到可动触点 34。活塞组件60利用至少一个闭合弹簧61中储存的能量。该至少一个闭 合弹簧61被构造成在加载构型和卸载构型之间移动。该至少一个闭合弹簧 61被文中详细描述的加载组件70压缩或"加载"。
如图1和2所示，加栽组件70包括加载操作器72、凸轮轴74、至少 一个凸轮76和摇臂组件110。加载操作器72是联接到凸轮轴74并且构造 成使凸轮轴74旋转的装置。如图1所示，加载操作器72优选地包括手动 手柄组件80和动力马达组件82。凸轮轴74是可旋转地联接到壳体组件12 和/或侧板27的细长轴。该至少一个凸轮76固定到凸轮轴74上，并且被 构造成围绕枢转点与凸轮轴74 —起旋转。凸轮轴74具有与至少一个凸轮 76隔开的远末端75。凸轮轴远末端75具有非圆形状，其优选地是如图所 示的D形。
在下文将被称为单凸轮的至少一个凸轮76包括外凸轮表面90。外凸 轮表面卯具有最小直径点92、最大直径点94 (也被称为凸轮76的"上死点，，)、和止动直径96。凸轮76被构造成沿图2中的箭头所示的单个方 向旋转。外凸轮表面90的直径从最小直径点92到最大直径点94沿旋转方 向逐渐增加。在凸轮的最大直径点94之后，外凸轮表面90的直径在下斜 坡98上轻微地减小。下斜坡98通到止动直径96然后到达末端100。如序 列号为No. 11/693,159的美国专利申请所述，通到止动直径96的下斜坡98 是这样的表面，即，来自至少一个闭合弹簧61的力经由下文所述的摇臂组 件110施加于其上，并且促进沿适当方向的旋转以便当闩锁组件79被释放 时，凸轮轴74旋转，并且摇臂组件110从止动直径96移动到凸轮末端100，
所示，外凸轮表面的最小直径点92和外凸轮末端100在外凸轮表面90上 相互紧邻地设置。因此，在最小直径点92和凸轮末端100之间存在阶梯部 102。还应指出，由于摇臂组件凸轮从动件116 (下文论述)的直径，摇臂 组件凸轮从动件116没有接合最小直径点92，而是接合在与最小直径点92 紧邻的位置。
摇臂组件110包括细长体部112，该体部112具有枢转点114、凸轮从 动件116和活塞体部接触点118。摇臂组件体部112在摇臂体部枢转点114 处枢转地联接到壳体组件12和/或侧板27。摇臂组件体部112可围绕摇臂 体部枢转点114旋转，并且被构造成在第一位置和第二位置之间移动，在 该第一位置摇臂体部活塞体部接触点118邻近活塞组件基板设置，在该第 二位置摇臂体部活塞体部接触点118邻近活塞组件止动板。如上文刚刚使 用的，"邻近"是关于摇臂组件体部112的位置的比较形容词。摇臂体部 活塞体部接触点118被构造成接合并移动活塞组件60，从而压缩至少一个 闭合弹簧61。摇臂组件体部112在基本平行于侧板27的平面的平面中移 动。摇臂体部凸轮从动件116基本垂直于摇臂组件体部112的纵向轴线延 伸，并且被构造成接合外凸轮表面90。摇臂体部凸轮从动件116可包括滚 轮117。因此，至少一个闭合弹簧61的加载通过凸轮76的旋转实现。如 序列号为No. 11/693,159的美国专利申请中所述，当摇臂体部凸轮从动件 116位于止动直径96处时，凸轮76的旋转^^闩锁组件79阻止。通过使用手柄组件80或马达组件82实现凸轮76的旋转。手柄组件80在凸轮轴远末端75和至少一个凸轮76之间的一个位置联接到凸轮轴74。手柄组件80包括细长手柄120和棘轮组件122。如本领域已知的，手柄120联接到棘轮组件122。棘轮组件122联接到凸轮轴74,并且构造成使凸轮轴74沿加载方向(如图2A的箭头所示)旋转。即，棘轮组件122包括齿条(未示出)和棘爪(未示出)。齿条联接或固定到凸轮轴74。棘爪联接到手柄120,并且当手柄120沿第一方向移动时，棘爪越过该齿条。
当手柄120沿相反方向移动时，棘爪接合齿条并且使凸轮轴74沿加载方向
丄丄》疋化
马达组件82包括马达130和轴132。马达130 ^皮构造成^f吏马达轴132沿加载方向旋转。马达轴132具有远端134。当马达组件82安装在壳体组件12中时，马达轴132的轴线与凸轮轴74对齐，并且马达轴远端134邻近凸轮轴远末端75。马达轴132和凸轮轴74通过超越离合器组件140相联接。马达组件82可包括两个侧板136，它们被保持处于间隔开的关系并且限定离合器空间138。超越离合器组件140被设置在离合器空间138中，并且可与马达组件82作为一个单元从壳体組件12被取出。马达组件82优选地包括电子切断开关139 (如下文所述)。
加载组件70也包括超越离合器组件140。该超越离合器组件140包括链轮142和轮毂组件144。链轮142构造成固定到马达轴远端134。链轮142具有总体扁平的、盘状体部146，该体部146具有中心开口 148和径向外表面150，该径向外表面150具有一定数量的基本一致的齿152。优选地，齿152关于中心点是对称的，具有大致平滑的顶部153和位于齿顶部153之间的大致U形的侧壁155。如下文所述，U形侧壁155具有下降侧157和上升侧159。齿152还可以和棘轮齿条上的齿类似的方式形成锯齿。链轮中心开口 148优选地具有非圆形状，例如所示的D形。马达轴132具有与链轮中心开口 148的形状相对应的形状，因而，当链轮142联接到马达轴132并且马达轴132延伸进入或通过链轮中心开口 148时，链轮142固定在马达轴132上并且与其一起旋转。链轮142还包括轴环154。轴环154
18实际为设置在马达轴132的端部上的圆形盖。
轮毂组件144被构造成可脱离地固定到凸轮轴74上并且可旋转地联接到链轮142。轮毂组件144包括轮毂体部160和连结组件170。轮毂体部160大致是平面的，具有第一面162和第二面164。轮毂体部160还包括连结组件安装点166、链轮插座167和凸轮轴插座168。链轮插座167设置在第一面162上。链轮插座167大致为圆形，并且其尺寸制成对应于轴环154的尺寸。即，轴环154可以可旋转地设置在链轮插座167中。凸轮轴插座168设置在第二面164上。凸轮轴插座168具有与凸轮轴远侧端75的形状相对应的形状，其如图所示优选地为D形。链轮插座167的中心和凸轮轴插座168的中心对齐，并且限定了轮毂体部160的旋转轴线。
连结组件170包括具有细长体部174的连结件172、弹簧176和棘爪178。连结件细长体部174具有第一端部180和枢转安装座182。如下文所述地，连结件细长体部174联接到轮毂体部160，并且连结件细长体部174的纵向轴线在与轮毂体部160的平面基本平行的平面中延伸。棘爪178设置在连结件体部第一端部180处。棘爪178沿与轮毂体部160的平面基本垂直的方向延伸。
轮毂组件144被如下地组装。将连结件细长体部174枢转地联接到轮毂体部160。更具体地说，将连结件细长体部枢转安装座182联接到连结组件安装点166。将连结组件弹簧176设置在连结件细长体部174和轮穀体部160之间并且联接到两者。连结组件弹簧176被构造成朝轮毂体部160偏压连结件体部第一端部180。因此，棘爪178也被朝轮毂体部160偏压。棘爪178以及连结件172被构造成在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置棘爪178接合链轮径向外表面150,在该第二位置棘爪178没有接合链轮径向外表面150。棘爪178进入第二位置的移动在2007年4月10日提交的、名称为"MOTOR OPERATOR DE-COUPLING SYSTEMSENSING CAMSHAFT POSITION"(律师案巻号No. 07-EDP-072 )的、同时提交的美国专利申请中有详细描述。如下文所述，当棘爪178处于第一位置时，当轮毂组件144沿加载方向旋转，棘爪178可移动越过链轮径向外表面150。
超越离合器组件140被如下地组装。将轮毂组件144可旋转地联接到链轮142。即，将轴环154设置在链轮插座167中。由于轴环154和链轮插座167 二者都大致为圆形，因此轮毂组件144可相对于链轮142旋转。轮毂体部160和链轮体部146大致在平行平面中延伸。因此，棘爪178朝链轮体部146垂直地延伸，并且接合齿152。此外，相对于加载方向，将连结组件安装点166设置在棘爪178后面。连结组件安装点166还设置成使得当棘爪178设置在链轮齿顶部153之间、即当棘爪178设置在齿顶部153之间的U形側壁155之上时，在连结组件安装点166和棘爪178之间延伸的线与棘爪178所处的U形侧壁155的下降侧157相交。
在此构型中，轮毂组件144仅能够相对于链轮142沿加载方向旋转。即，棘爪178沿单个方向、即加载方向移动越过链轮外表面150。鉴于棘爪178的此移动方向，可以说U形側壁155具有下降侧157和上升侧159。当棘爪178移动越过齿顶部153并且进入U性侧壁155时，棘爪178在下降侧157上"下降"。当棘爪178移出U形侧壁155时，棘爪178在上升侧159上"上升"。应指出，由于连结组件安装点166的位置，如上所述，下降侧157通常垂直于在连结组件安装点166和棘爪178之间延伸的线。但是，由于链轮142的曲率，在连结组件安装点166和棘爪178之间延伸的线可能不与上升侧159相交，或者，如果在连结组件安装点166和棘爪178之间延伸的线确实与上升侧159相交，则该线以小于大约80度的角度进行相交。
因此，当沿加载方向在轮毂组件144上施加旋转力时，施加到连结件细长体部174上的力克服连结组件弹簧176的偏压，并且棘爪178移动越过链轮外表面150。更具体地说，旋转力导致在棘爪178上的力，该力沿在连结组件安装点166和棘爪178之间延伸的线起作用。当沿加载方向施加旋转力时，在棘爪178上产生的力沿背离连结组件安装点166的方向起作用。由于此力沿不与上升侧159相交或者以一定角度与上升侧159相交的线起作用，所以棘爪178可移动越过链轮外表面150。因此，当沿加载方向的旋转力、例如由用户操作手柄组件80产生的力被施加到轮毂组件144时，轮毂组件144相对于链轮142沿加载方向旋转。
当与加载方向相反地在轮毂组件144上施加旋转力时，施加到连结件细长体部174上的力没有克服连结组件弹簧176的偏压，并且棘爪178不能移动越过链轮外表面150。即，由于如上所述的连结组件安装点166的位置，沿与加载方向相反的方向施加到轮毂组件144上的旋转力使得棘爪l78接合该棘爪178所处的U形侧壁155或者被牵引紧靠该棘爪178所处的U形侧壁155。即，在棘爪178上的力沿在棘爪178和连结组件安装点166之间的线起作用。如上所述，此线与下降侧157大约成直角地相交。因此，该力基本指向链轮142，从而该力不能克服连结组件弹簧176的偏压，并且棘爪178不能移出U形侧壁155。还应指出，当马达130使链轮142沿加载方向旋转时，施加到轮毂组件144上的力类似于与加载方向相反地向轮毂组件144施加旋转力。因此，当马达130使链轮142旋转时，轮毂组件144与链轮142 —起沿加载方向旋转。
最后，如上所述，凸轮轴插座168和凸轮轴远末端75具有对应的形状，优选地为D形。凸轮轴远末端75可被插入凸轮轴插座168或者从凸轮轴插座168取出。由于凸轮轴插座168和凸轮轴远末端75是非圆形，因此当部件联接时，部件将相对于彼此沿固定的朝向移动。即，凸轮轴插座168可脱离地固定到凸轮轴远末端75。或者说，凸轮轴74可脱离地固定到轮毂组件l44。因此，马达组件82和超越离合器组件140可作为一个单元从壳体组件12移出或者安装到其中。
在操作时，在此构型中，手柄组件80被构造成使凸轮轴74和轮毂组件144旋转，并且轮毂组件144在链轮142上旋转。此外，马达组件82被构造成使凸轮轴74、轮毂组件144和链轮142旋转，并且轮毂组件144与链轮142 —起旋转。
尽管已经详细描述了本发明的特定实施例，但是本领域技术人员应理解，依据本文的全部教导可对这些细节进行各种修改和替换。因此，公开的特定布置仅是说明性的，而不是限制本发明的范围，本发明的范围将由所附权利要求及其任何和所有等同方案的全部范围给出。
权利要求
1.一种用于电气开关设备操作机构(50)的超越离合器组件(140)，所述操作机构(50)具有联接到设置在凸轮轴(74)上的凸轮(76)并且构造成被所述凸轮(76)压缩的至少一个弹簧(61)，所述凸轮轴(74)被手柄组件(80)、马达组件(82)接合，该马达组件(82)具有从中延伸并且构造成在所述马达(82)致动时旋转的马达轴(132)，所述马达轴(132)具有远端(134)，所述超越离合器组件(140)包括构造成固定到所述马达轴远端(134)的链轮(142)；构造成可脱离地固定到所述凸轮轴(74)的轮毂组件(144)，所述轮毂组件(144)可旋转地联接到所述链轮(142)并且构造成围绕所述链轮(142)沿单个第一方向旋转；其中，当所述凸轮轴(74)可脱离地固定到所述轮毂组件(144)时，所述手柄组件(80)构造成使所述凸轮轴(74)和所述轮毂组件(144)旋转，所述轮毂组件(144)在所述链轮(142)上旋转；以及其中，当所述凸轮轴(74)可脱离地固定到所述轮毂组件(144)时，所述马达组件轴(132)构造成使所述凸轮轴(74)、所述轮毂组件(144)和所述链轮(142)旋转，所述轮毂组件(144)与所述链轮(142)一起旋转。
2. 根据权利要求1的超越离合器组件(140 )，其特征在于 所述轮毂组件(144 )包括轮毂体部(160 )、弹簧(176 )和可动棘爪(178);所述棘爪(178 )构造成在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一 位置所述棘爪(178 )接合所述链轮(142 )并且将所述轮毂组件(144 )固 定到所述链轮(142)，在所述第二位置所述棘爪(178)移动越过所述链 轮(142 );所述弹簧(176 )联接到所述轮毂体部(160 )和所i^爪(178 )，所 述弹簧(176)构造成向所述第一位置偏压所述棘爪(178);以及其中，所i^爪(178)构造成响应于所述凸轮轴(74)和所述马达轴 (132)的旋转，以便当所述凸轮轴(74)沿所述第一方向移动时，所a 爪(178)克服所述弹簧(176)的偏压并且移动到所述第二位置，当所述 马达轴(132)沿所述第一方向移动时，所述棘爪(178)没有克服所述弹 簧(176)的偏压并且保持在所述第一位置。
3. 根据权利要求2的超越离合器组件(140)，其特征在于 所述轮毂体部(160)是总体平面的体部，所述轮毂体部(160)沿总体垂直于所述凸轮轴(74)和所述马达轴(132)的旋转轴线的方向延伸；所述轮穀组件(144 )包括连结组件(170 );所述轮毂体部(160 )具有连结组件安装点(166 );所述连结组件(170)包括所述棘爪(178)、所述弹簧(176)和细长 连结件(172 );所述连结件(172 )具有细长体部(174 )，所述细长体部(174 )具有 第一端部(180)和枢转安装座(182);所述连结件(172)在所述连结组件安装点(166)处枢转地联接到所 述轮毂体部(160 )，所述连结件(172 )在总体平行于所述轮毂体部(160 ) 的平面中延伸；所述棘爪(178 )邻近所述连结件第一端部(180 )设置，所i^爪(178 ) 总体垂直于所述连结件(172)延伸；以及其中，所述连结件(172)在第一位置和第二位置之间移动，在所述第 一位置所i^爪(178 )接合所述链轮(142 )并且将所述轮毂组件(144 ) 固定到所述链轮(142),在所述第二位置所述棘爪(178)移动越过所述 链轮(142 )。
4. 根据权利要求3的超越离合器组件(140),其特征在于 所述轮毂体部(160)具有旋转中心、第一面(162)、第二面(164)、链轮插座(167)和凸轮轴插座(168);所述链轮插座(167)设置在所述旋转中心并且在所述第一面(162)上；所述凸轮轴插座(168 )设置在所述旋转中心并且在所述第二面(164 ) 上；以及所述连结组件安装点(166 )位于相对于所述第一方向在所述棘爪(178 ) 后面的^f立置。
5. 根据权利要求4的超越离合器组件(140)，其特征在于所述 链轮(142 )具有外表面(150 )，以及位于所述外表面(150 )上的多个总 体相同的齿(12)。
6. 根据权利要求4的超越离合器组件(140)，其特征在于所述 凸轮轴(74)具有非圆形的远末端(75)，并且其中所述凸轮轴插座(168)具有非圆形状；所述凸轮轴远末端(75)构造成设置在所述凸轮轴插座(168)中； 所述链轮(168)包括圆形延伸轴环(154); 所述链轮插座(167)具有圆形形状；以及 所述链轮轴环(154 )设置在所述链轮插座(167 )中。
7. —种用于电气开关设备操作机构(50)的加载组件(70)，所述 操作机构(50 )具有构造成被摇臂组件(110 )压缩的至少一个弹簧(61)， 所述加载组件(70 )包括设置在凸轮轴(74)上的凸轮(76)，所述凸轮(76)构造成接合所 述摇臂组件(110 );具有细长手柄(120)和棘轮组件(122)的手柄组件(80);所述手柄(120)联接到所述棘轮组件(122);所述棘轮组件(122)联接到所述凸轮轴(74),并且构造成使所述凸 轮轴(74)沿第一方向旋转；具有从中延伸的马达轴(132)的马达组件(82),所述马达组件(82) 构造成使所述马达轴(132)沿第一方向旋转，所述马达轴(132)具有远 端(134);所述凸轮轴(74 )通过超越离合器组件(140 )联接到所述马达轴(132 )， 所述超越离合器组件(140)具有链轮(142)和轮毂组件(144);所述链轮(142)固定到所述马达轴远端(134);所述轮毂组件(144)构造成可脱离地固定到所述凸轮轴(74)，所述 轮毂组件(144)可旋转地联接到所述链轮(142)并且构造成围绕所述链 轮(142)沿单个第一方向旋转；其中，当所述凸轮轴(74)可脱离地固定到所述轮毂组件(144)时， 所述手柄组件(80 )构造成使所述凸轮轴(74 )和所述轮毂组件(144 )旋 转，所述轮毂组件(144)在所述链轮(142)上旋转；以及其中，当所述凸轮轴(74)可脱离地固定到所述轮毂组件(144)时， 所述马达组件轴(132 )构造成使所述凸轮轴(74 )、所述轮毂组件(144 ) 和所述链轮(142 )旋转，所述轮毂组件(144 )与所述链轮(142 ) —起旋 转。
8. 根据权利要求7的加载组件(70),其特征在于 所述轮毂组件(144 )包括轮毂体部(146 )、弹簧(176 )和可动棘爪(178 );所述棘爪(178 )构造成在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一 位置所述棘爪(178 )接合所述链轮(142 )并且将所述轮毂组件(144 )固 定到所述链轮(142)，在所述第二位置所述棘爪(178)移动越过所述链 轮(142 );所述弹簧(176 )联接到所述轮毂体部(146 )和所ii^爪(178 )，所 述弹簧(176)构造成向所述第一位置偏压所述棘爪(178);以及其中，所述棘爪(178 )构造成响应于所述凸轮轴(74 )和所述马达轴 (132)的旋转，以便当所述凸轮轴(74)沿所述第一方向移动时，所述棘 爪(178)克服所述弹簧(176)的偏压并且移动到所述第二位置，当所述 马达轴(132)沿所述第一方向移动时，所述棘爪(178)没有克服所述弹 簧(176)的偏压并且保持在所述第一位置。
9. 根据权利要求8的加载组件(70)，其特征在于 所述轮毂体部(146)是总体平面的体部，所述轮毂体部(146)沿总体垂直于所述凸轮轴(74)和所述马达轴(132)的旋转轴线的方向延伸；所述轮毂组件(144 )包括连结组件(170 ); 所述轮毂体部(146 )具有连结组件安装点(166 ); 所述连结组件(170)包括所述棘爪(178)、所述弹簧(176)和细长 连结件(172 );所述连结件(172)具有细长体部(174)，所述细长体部(174)具有 第一端部(180)和枢转安装座(182);所述连结件(172)在所述连结组件安装点(166)处枢转地联接到所 述轮毂体部(146 )，所述连结件(172 )在总体平行于所述轮毂体部(146 ) 的平面中延伸；所述棘爪(178 )邻近所述连结件第一端部(180 )设置，所述棘爪(178 ) 总体垂直于所述连结件(172)延伸；以及其中，所述连结件(172)在第一位置和第二位置之间移动，在所述第 一位置所述棘爪(178 )接合所述链轮(142 )并且将所述轮毂组件(144 ) 固定到所述链轮(142)，在所述第二位置所述棘爪(178)移动越过所述 链轮(142 )。
10. 根据权利要求7的加载组件(70),其特征在于 所述轮毂体部(146 )具有旋转中心、第一面(162 )、第二面(164 )、链轮插座(167)和凸轮轴插座(168);所述链轮插座(167)设置在所述旋转中心并且在所述第一面(162)上；所述凸轮轴插座(168 )设置在所述旋转中心并且在所述第二面(164) 上；以及所述连结组件安装点(166 )位于相对于所述第一方向在所述棘爪(178 ) 后面的4立置。
11. 根据权利要求10的加载组件(70 ),其特征在于所述链轮(142 ) 具有外表面(150),以及位于所述外表面(150)上的多个总体相同的齿(152)。
12. 根据权利要求10的加栽组件(70),其特征在于所述凸轮轴(74)具有非圆形的远末端(75)， 所述凸轮轴插座(167)具有非圓形状； 所述凸轮轴远末端(75)设置在所述凸轮轴插座(167)中； 所述链轮(142)包括圆形延伸轴环(154); 所述链轮插座(167)具有圆形形状；以及 所述链轮轴环(154 )设置在所述链轮插座(167 )中。
13. —种电气开关设备(10),包括具有至少一个侧板(27)的壳体组件(12)，所述壳体组件(12)限 定了封闭空间(14);设置在所述壳体组件封闭空间(14)中的操作机构(50),该操作机 构(50)具有构造成被摇臂组件(110)压缩的至少一个弹簧(61);加载组件(70 )，该加载组件(70 )具有摇臂组件(110 )、凸轮(76 )、 凸轮轴(74 )、手柄组件(80 )、超越离合器组件(140 )和马达组件(82 );所述摇臂组件(110 )具有细长体部(112 ),所述摇臂组件体部(112 ) 枢转地联接到所述至少一个側板(27)并且构造成接合所述至少一个弹簧 (61)，所述摇臂组件体部(112 )还构造成接合所述凸轮(76 )并且响应 所述凸轮(76)的旋转而移动；所述凸轮(76)设置在所述凸轮轴(74)上，所述凸轮(76)构造成 接合所述摇臂组件(110);具有细长手柄(120)和棘轮组件(122)的手柄组件(80);所述手柄(120)联接到所述棘轮组件(122);所述棘轮组件(122 )联接到所述凸轮轴(74 )并且构造成使所述凸轮 轴(74)沿第一方向旋转；马达组件(82)具有从该马达组件(82)延伸的马达轴(132),所述 马达组件(82)构造成使所述马达轴(132)沿第一方向旋转，所述马达轴 (132)具有远端(134);所述凸轮轴(74 )通过所述超越离合器组件(140 )联接到所述马达轴 (132 )，所述超越离合器組件(140 )具有链轮(142 )和轮毂组件(144 );所述链轮(142)固定到所述马达轴远端(134);所述轮毂组件(144)构造成可脱离地固定到所述凸轮轴(74),所述 轮毂组件(144)可旋转地联接到所述链轮(142),并且构造成围绕所述 链轮(142)沿单个第一方向旋转；其中，当所述凸轮轴(74)可脱离地固定到所述轮毂组件(144)时， 所述手柄组件(80 )构造成使所述凸轮轴(74 )和所述轮毂组件(144 )旋 转，所述轮毂组件(144 )在所述链轮(142 )上旋转；以及其中，当所述凸轮轴(74)可脱离地固定到所述轮毂组件(144)时， 所述马达组件轴(132 )构造成使所述凸轮轴(74 )、所述轮毂组件(144 ) 和所述链轮(142 )旋转，所述轮毂组件(144 )与所述链轮(142 ) —起旋 转。
14. 根据权利要求13的电气开关设备(10)，其特征在于 所述轮毂组件(144 )包括轮毂体部(146 )、弹簧(176 )和可动棘爪(178);所述棘爪(178)构造成在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一 位置所述棘爪(178 )接合所述链轮(142 )并且将所述轮毂组件(144 )固 定到所述链轮(142)上，在所述第二位置所述棘爪(178)移动越过所述 链轮(142 );所述弹簧(176 )联接到所述轮毂体部(146 )和所g爪(178 )，所 述弹簧(176)构造成向所述第一位置偏压所述棘爪(178);以及其中，所述棘爪(178)构造成响应于所述凸轮轴(74)和所述马达轴 (132)的旋转，以便当所述凸轮轴(74)沿所述第一方向移动时，所ii^ 爪(178)克服所述弹簧(176)的偏压并且移动到所述第二位置，当所述 马达轴(132)沿所述第一方向移动时，所述棘爪(178)没有克服所述弹 簧(176)的偏压并且保持在所述第一位置。
15. 根据权利要求14的电气开关设备(10)，其特征在于 所述轮毂体部(146)是总体平面的体部，所述轮毂体部(146)沿总体垂直于所述凸轮轴(74)和所述马达轴(132)的旋转轴线的方向延伸；所述轮毂组件(144 )包括连结组件(170 ); 所述轮毂体部(146 )具有连结组件安装点(166 ); 所述连结组件(170 )包括所述棘爪(178 )、所述弹簧(176 )和细长 连结件(172 );所述连结件(172 )具有细长体部(174 )，所述细长体部(174 )具有 第一端部(180)和枢转安装座(182);所述连结件(172)在所述连结组件安装点(166)处枢转地联接到所 述轮毂体部(146 )，所述连结件(172 )在总体平行于所述轮毂体部(146 ) 的平面中延伸；所述棘爪(178 )邻近所述连结件第一端部(180 )设置，所述棘爪(178 ) 总体垂直于所述连结件(172)延伸；以及其中，所述连结件(172)在第一位置和第二位置之间移动，在所述第 一位置所述棘爪(178 )接合所述链轮(142 )并且将所述轮毂组件(144 ) 固定到所述链轮(142)上，在所述第二位置所述棘爪(178)移动越过所 述链轮(142 )。
16. 根据权利要求15的电气开关设备(10)，其特征在于 所述轮毂体部(146)具有旋转中心、第一面(162)、第二面(164)、链轮插座(167)和凸轮轴插座(168);所述链轮插座(167)设置在所述旋转中心并且在所述第一面(162)上；所述凸轮轴插座(168 )设置在所述旋转中心并且在所述第二面(164 ) 上；以及所述连结组件安装点(166 )位于相对于所述第一方向在所述棘爪(178 ) 后面的位置。
17. 根据权利要求16的电气开关设备(10),其特征在于所述链 轮(142 )具有外表面(150 )，以及位于所述外表面(150 )上的多个总体 相同的齿(152)。
18. 根据权利要求16的电气开关设备(10)，其特征在于所述凸轮轴(74)具有非圆形的远末端(75), 所述凸轮轴插座(168)具有非圆形状； 所述凸轮轴远末端(75)设置在所述凸轮轴插座(168)中; 所述链轮(168)包括圆形延伸轴环(154); 所述链轮插座(167)具有圆形形状；以及 所述链轮轴环(154)设置在所述链轮插座(167)中。
全文摘要
本申请提供了一种用于电气开关设备的超越离合器组件。超越离合器组件包括链轮和轮毂组件。轮毂组件可旋转地联接到链轮并且构造成相对于链轮在加载方向上旋转。链轮固定到马达轴上。轮毂组件构造成可脱离地固定到加载组件中的凸轮轴。手动加载手柄也联接到凸轮轴并且构造成使凸轮轴沿加载方向旋转。在此构型中，操作者可使用手柄组件或马达对电气开关设备的闭合弹簧加载。当手柄组件被用于加载闭合弹簧时，凸轮轴使得轮毂组件旋转越过链轮。因此，凸轮轴的旋转没有传递到马达。当使用马达时，马达使链轮和轮毂组件两者转动。轮毂组件将旋转力从马达传递到凸轮轴。
文档编号H01H3/00GK101657869SQ200880011378
公开日2010年2月24日 申请日期2008年4月10日 优先权日2007年4月10日
发明者C·A·罗杰斯, E·R·伯格登, J·M·斯梅尔策, W·J·琼斯 申请人:伊顿公司