专利名称：用于断路器的撑动机构的制作方法
技术领域：
本主题发明涉及断路器(circuit breaker)。更具体来说， 本主题发明涉及用于抽出式断路器的撑动机构(racking mechanism)。
背景技术：
抽出式断路器通常包括用于拉进断路器并且将断路器 与对应电触点连接的机构。当例如沿断路器所连接到的电网执行维护 时，倒转该机构以使断路器与电触点断开连接。典型撑动机构通常需 要施加大的力以撑动断路器，以及所需的力量往往随要接合的电触点 数量增加而增加。当触点数量增加时，例如技术人员必须施加以致动 典型撑动机构的力可能超过人体工程极限。 此外，在故障情况中，典型撑动机构通常因故障期间发 生的电动势而使得断路器被推出并且与电触点断开连接。
发明内容
用于抽出式断路器的撑动机构包括活动设置在外壳内 的横轴以及与横轴可操作式连接的至少一个输入连杆。至少一个撑动 凸轮活动设置在外壳内，并且通过至少一个连接连杆与输入连杆可操 作式连接。各撑动凸轮具有收容断路器的 一部分的至少 一个凸轮槽。 横轴绕横轴轴线的运动能够使至少一个撑动凸轮从断开位置运动到 闭合位置，其中断路器的该部分设置在至少一个凸轮槽中，由此将断 路器固定到外壳内。 将断路器固定到外壳内的一种方法包括，使设置在外壳 内的横轴绕横轴轴线运动，并且通过横轴的运动使至少一个输入连杆
6运动，该至少一个输入连杆与横轴可操作式连接。断路器的至少一部 分接合在至少 一个撑动凸轮的凸轮槽中。通过该至少 一个输入连杆的 运动，使该至少一个撑动凸轮从断开位置运动到闭合位置，该至少一 个撑动凸轮与该至少一个输入连杆可操作式连接。断路器通过撑动凸 轮的运动固定到连接面。 断路器组件包括外壳，断路器可插入外壳内；以及撑 动机构。撑动机构包括活动设置在外壳内的横轴以及至少一个输入连 杆，与横轴可操作式连接。至少一个撑动凸轮活动设置在外壳内，并 且与输入连杆可操作式连接。各撑动凸轮具有收容断路器的 一部分的 至少 一个凸轮槽。横轴绕;镜轴轴线的运动能够使至少 一个撑动凸轮从 断开位置运动到闭合位置，其中断路器的该一部分设置在至少一个凸 轮槽中，由此将断路器固定到外壳内。 通过以下结合附图的描述，这些及其它优点和特征将变 得更加清楚。
在本说明书的结束部分具体指出作为本发明的主题并 且在权利要求书中明确要求其权益。通过以下结合附图的详细描述， 本发明的上述及其它目的、特征和其它优点会非常清楚，附图包括
图1是用于断路器的撑动机构的一个实施例的透视图；
图2是图1的撑动机构的一部分的放大视图；
图3是处于断开位置的图1的撑动机构的侧视图；
图4是处于闭合位置的图1的撑动机构的侧^L图；
图5是插入图1的撑动机构的断路器的侧视图；
图6是设置在图1的撑动机构的凸轮槽的第一轮廓 (profile)的断路器的侧视图； 图7是设置在图1的撑动机构的凸轮槽的第二轮廓的断 路器的侧视图；以及
图8是设置在图1的撑动机构的凸轮槽的第三轮廓的断 路器的侧视图。 详细描述参照附图作为示例来说明本发明的实施例以 及优点和特4正。
具体实施例方式
图1所示的是设置在抽出式断路器盒12中的撑动机构 10的一个实施例。撑动机构(racking mechanism) 10包括驱动单元 14和锁定(locking )单元16。图1所示实施例的驱动单元14包括撑 动螺杆(racking screw )18，它通过盒面孔22从盒面20延伸到盒12 中。现在参照图2，撑动螺杆18与螺杆轴承24连接。在盒面20与 螺杆轴承24之间，撑动螺杆18可经过一个或多个支承26，以便保 持撑动螺杆18的对准。螺杆轴承24可滑动地设置在盒底座28，并 且将撑动螺杆18的旋转运动转换成螺杆轴承24沿例如撑动螺杆轴线 30的线性运动。螺杆轴岸义24通过例如连接销34与一个或多个连接 连杆(connecting link) 32连接。连接销34允许连接连杆32与螺杆 轴承的绕销轴线36的相对旋转运动。图2所示的实施例包括两个连 接连杆，但是大家要理解，可使用其它数量的连接连杆32、如一个 或三个连接连杆32。 各连接连杆32又可旋转地通过例如连杆销38与固定到 横轴42上的圆凸形(lobe shaped)曲柄40连接。在图2的实施例中， 各曲柄40包括设置在横轴44的一个或多个曲柄板44，以及对应连 接连杆32插入曲柄板40之间的曲柄间隙46。横轴42横向设置在盒 12中，并且在盒侧壁48之间延伸。在一些实施例中，轴线50与撑 动螺杆轴线30垂直。横轴42设置在一个或多个轴导承(shaft guide ) 52中，它保持住神黄轴42,但允许横轴42绕轴线50旋转。 各锁定单元16包括在轴端56与横轴42连接的输入连 杆54。如图3最适当所示，输入连杆54在传递枢轴60与传递连杆58可枢转地连接。传递连杆58又在连杆枢轴64与撑动凸轮(racking cam) 62可枢转地连接。撑动凸轮62可枢转地固定到盒侧壁48，如 图2所示。撑动凸轮62包括凸轮槽66。凸轮槽66配置成使得当撑 动凸轮62绕凸轮枢轴68旋转时，凸轮槽66从图3所示的断开位置 旋转到图4所示的闭合位置。如图4所示，撑动机构10可包括两个 锁定单元16,但是要理解，可使用其它数量的锁定单元16、例如1 个锁定单元16。 又参照图2，通过撑动螺杆18的旋转来驱动撑动机构 10。在一些实施例中，撑动螺杆18包括六角形凹槽(未示出)，其上 设置了具有六角形头的撑动手柄70。使撑动手柄70旋转，从而使撑 动螺杆18旋转。撑动螺杆18的旋转驱动螺杆轴承24可滑动地沿撑 动螺杆轴线30朝横轴42运动。螺杆轴承24推动连接连杆32，它们 使得曲柄40使横轴42以轴旋转方向72旋转。横轴42的旋转使各输 入连杆54以轴旋转方向72旋转，以及传递连杆(transfer link) 58 使撑动凸轮62绕凸轮枢轴68旋转。 参照图5,撑动机构10设置并配置成将抽出式断路器 74固定在盒12中。抽出式断路器74具有至少一个侧安装板76。每 个侧安装板76包括可收容于凸轮槽66中的锁定突出部78。在一些 实施例中，每个侧安装板76包括至少一个滚轮80,它设置成在位于 盒侧壁48的轨道82上滑动或滚动。当抽出式断路器74安装到盒12 内时，至少一个滚轮80帮助将抽出式断路器74导向盒12中的适当 位置。为了连接抽出式断路器74，抽出式断路器74设置在盒12中， 其中所述至少一个滚轮80设置在轨道82上，以及锁定突出部78处 于到凸轮槽66的入口 84。使撑动螺杆18旋转，从而使撑动凸轮62 旋转，如上所述。现在参照图6，当撑动凸轮62旋转时，锁定突出 部78在第一轮廓86进入凸轮槽66。第一轮廓86具有力矩臂88,以 使抽出式断路器74在以恒定角速度旋转的撑动螺杆18的影响下沿撑 动螺杆轴线30朝连接面90加速。
如图7所示，随着撑动凸轮62继续旋转，锁定突出部 78进入凸轮槽66的第二轮廓92。第二轮廓92具有力矩臂94,它在 一些实施例中比力矩臂88要短，以将抽出式断路器74接合到连接面 90。如图8所示，凸轮槽66包括第三轮廓96。当抽出式断路器74 与连接面90接合时，锁定突出部78进入第三轮廓96，第三轮廓96 在抽出式断路器74被接合时基本上与比第二力矩臂94更短的力矩臂 垂直取向。凸轮槽66的垂直取向的第三轮廓96依靠第三轮廓96与 基本上导向凸轮枢轴68的锁定突出部78之间的力线将抽出式断路器 74锁定入连接位置。如果遇到故障并且抽出式断路器74经受高电动 势，则第三轮廓96防止抽出式断路器74与连接面90断开连接并且 沿撑动螺杆轴线30离开连接面90。为了从盒12移开抽出式断路器 74,撑动螺杆18以相反方向旋转，以将撑动凸轮62从闭合位置旋转 到断开位置，这迫使抽出式断路器74离开连接面90。 在一些实施例中，各撑动凸轮62通过凸轮安装板98与 盒侧壁48连接。凸轮安装板98通过至少一个机械附件、例如四个安 装螺杆100与盒侧壁48可拆卸地连接。移开凸轮安装板98允许从盒 移开抽出式断路器7,而无需如上所述通过撑动凸轮62的旋转使抽 出式断路器74脱离。在非预计事件的情况下，例如如果抽出式断路 器74在故障事件期间结合在连接面90,在那种情况下撑动凸轮62 可能无法迫使抽出式断路器74离开连接面90，则这是极为有用的。 虽然仅结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但是 应当理解，本发明并不局限于这类公开的实施例。相反，本发明可修 改为结合前面没有描述的任何数量的变化、变更、替换或等效配置， 但它们与本发明的精神和范围一致。另外，虽然已经描述本发明的各 种实施例，但是要理解，本发明的方面可以仅包含所述实施例的一部 分。因此，本发明不能被看作受以上描述限制，而仅由所附权利要求 书的范围来限制。
权利要求
1.一种用于抽出式断路器的撑动机构，包括横轴(42)，活动设置在外壳内；至少一个输入连杆(54)，其在所述至少一个输入连杆的一端与所述横轴可操作式连接，以及在至少一个传递连杆的另一端与所述至少一个传递连杆(58)可操作式连接；至少一个撑动凸轮(62)，可旋转地设置在所述外壳内并且与所述传递连杆可操作式连接，各撑动凸轮具有可收容所述断路器(74)的一部分的至少一个凸轮槽(66)，所述横轴绕所述横轴的轴线(50)的运动能够使所述至少一个撑动凸轮从断开位置运动到闭合位置，其中所述断路器的所述部分设置在所述至少一个凸轮槽中，由此当所述断路器被撑动到所述外壳内并且所述至少一个撑动凸轮处于所述闭合位置时，将所述断路器固定在所述外壳内。
2. 如权利要求1所述的撑动机构，包括能够使所述横轴(42) 运动的驱动单元(14)。
3. 如权利要求2所述的撑动机构，其中，所述驱动单元包括 撑动螺杆(14);以及至少一个螺杆轴承(24)，可滑动地设置在所述外壳内，所述至少 一个螺杆轴承与所述撑动螺杆和所述横轴(42)可操作式连接，其中所 述撑动螺杆绕撑动螺杆轴线(30)的运动沿所述撑动螺杆轴线推进所 述螺杆轴承，由此使所述横轴绕所述横轴轴线(50)运动。
4. 如权利要求1所述的撑动机构，其中，所述凸轮槽包括第 一凸轮槽轮廓(86)，具有第 一力矩臂(88),能够使所述断路器(74) 朝连接面(90)加速；第二凸轮槽轮廓(92)，具有比所述第 一力矩臂短的第二力矩臂 (94),能够使所述断路器与所述连接面接合；以及具有大致上零力矩臂的第三凸轮槽轮廓(96)，能够将所述断路器锁定在预期位置。
5. —种用于抽出式断路器的撑动机构，包括 ^f黄轴(42),活动设置在外壳内；至少一个输入连杆(54)，其在所述输入连杆的一端与所述横轴可 操作式连接，以及在所述输入连杆的另 一端与至少 一个传递连杆(58) 可操作式连接；以及至少一个撑动凸轮(62),可旋转地设置在所述外壳内并且与所述 传递连杆可操作式连接，各撑动凸轮具有可收容所述断路器(74)的一 部分的至少一个凸轮槽(66)，所述横轴绕所述横轴的轴线(50)的运动 能够使所述至少一个撑动凸轮从断开位置运动到闭合位置，其中所述 断路器的所述部分设置在所述至少一个凸轮槽中，由此当所述断路器 被撑动到所述外壳内并且所述至少一个撑动凸轮处于所述闭合位置 时，将所述断路器固定在所述外壳内，所述至少一个凸轮槽包括第一凸轮槽轮廓(86)，具有第一力矩臂(88)，能够使所述断路器 朝连接面(90)加速；第二凸轮槽轮廓(92)，具有比所述第 一力矩臂短的第二力矩臂 (94)，能够将所述断路器与所述连接面接合；以及第三凸轮槽轮廓(96),具有大致上零力矩臂，能够将所述断路器 锁定在预期位置。
6. 如权利要求5所述的撑动机构，包括能够使所述横轴(42) 运动的驱动单元(14)。
7. 如权利要求5所述的撑动机构，其中，所述驱动单元包括 撑动螺杆(14);以及至少一个螺杆轴承(24),可滑动地设置在所述外壳内，所述至少 一个螺杆轴承与所述撑动螺杆和所述横轴(42)可操作式连接，其中所 述撑动螺杆绕撑动螺杆轴线(30)的运动沿所述撑动螺杆轴线推进所 述螺杆轴承，由此使所述横轴绕所述横轴轴线(50)运动。
8. —种用于将断路器固定到外壳内的方法，包括使设置在所述外壳内的横轴(42)绕所述横轴的轴线(50)运动；通过所述^f黄轴的运动，使所述至少一个输入连杆(54)运动，所述 至少一个输入连杆与所述横轴可操作式连接；将断路器(74)的至少 一部分接合在至少 一个撑动凸轮(62)的凸轮 槽(66)中，所述至少一个撑动凸轮通过至少一个传递连杆(58)与所述 至少一个输入连杆可操作式连接；通过所述至少一个传递连杆的运动，使所述至少一个撑动凸轮从 断开位置运动到闭合位置；以及通过所述撑动凸轮的运动，使所述断路器固定到所述外壳内的连 接面(90)。
9. 如权利要求8所述的方法，其中，使所述横轴运动包括 使设置在所述外壳内的撑动螺杆(14)绕所述撑动螺杆的轴线(30)运动；朝所述横轴(42)推进至少一个螺杆轴承(24),所述螺杆轴承可滑 动地设置在所述外壳内，与所述撑动螺杆可操作式连接，使得通过所 述撑动螺杆的运动来推进所述螺杆轴承；使所述横轴绕所述横轴轴线(50)运动，所述横轴设置成与所述螺 杆轴承可操作式连接，使得朝所述横轴推进所述螺杆轴承使得所述横 轴运动。
10. —种断路器组件，包括外壳；可插入所述外壳内的抽出式断路器(74);以及 撑动机构(IO)，包括横轴(42)，可旋转地设置在所述外壳内； 至少一个输入连杆(54)，与所述横轴可操作式连接；以及 至少一个撑动凸轮(62)，可旋转地设置在所述外壳内并且通过至 少一个传递连杆(58)与所述输入连杆可操作式连接，各撑动凸轮具有 可收容所述断路器的一部分的至少一个凸l仑槽(58)，所述^t轴绕所述横轴的轴线(50)的运动能够使所述至少一个撑动凸轮从断开位置运 动到闭合位置，其中所述断路器的所述部分设置在所述至少一个凸轮 槽中，由此当所述断路器被撑动到所述外壳内并且所述至少一个撑动 凸轮处于所述闭合位置时，将所述断路器固定在所述外壳内，所述至 少一个凸轮槽包括第一凸轮槽轮廓(86)，具有第一力矩臂(88)，能够使所述断路器 朝连接面C卯)加速；第二凸轮槽轮廓(92),具有比所述第 一力矩臂短的第二力矩臂 (94),能够将所述断路器与所述连接面接合；以及第三凸轮槽轮廓(96),具有大致上零力矩臂，能够将所述断路器 锁定在预期位置。
全文摘要
所公开的用于抽出式断路器的撑动机构，它包括活动设置在外壳内的横轴以及通过至少一个连接连杆与横轴可操作式连接的至少一个输入连杆。至少一个撑动凸轮活动设置在外壳内，并且与输入连杆可操作式连接。各撑动凸轮具有收容断路器的一部分的至少一个凸轮槽。横轴绕横轴的轴线的运动能够使至少一个撑动凸轮从断开位置运动到闭合位置，其中断路器的部分设置在至少一个凸轮槽中，由此将断路器固定到外壳内，以及至少一个撑动凸轮处于闭合位置。还公开了一种用于将断路器固定在外壳内的方法以及一种断路器组件。
文档编号H02B11/00GK101562314SQ20091013419
公开日2009年10月21日 申请日期2009年4月13日 优先权日2008年4月15日
发明者J·纳拉亚南, 斯里尼瓦萨 拉哈瓦查 P·S·多达帕达姆, S·纳拉亚纳萨米, Y·V·内沃斯 申请人:通用电气公司