CN101681731B - 能够将电转换开关定位的三工位装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于在至少三个不同的工位操作的系统的多工位装置。所述装置包括:(i)工位选择机构,(ii)第一连杆机构和第二连杆机构,每个连杆机构与工位选择机构可操作地联结,(iii)第一重量致动弹簧机构,与第一连杆机构可操作地联结,(iv)第二重量致动弹簧机构,与第二连杆机构可操作地联结,(vi)第一输出致动构件,与第一重量致动弹簧机构可操作地联结,所述第一输出致动构件设置成与系统可操作地连通,以及(vii)第二输出致动构件,与第二重量致动弹簧机构可操作地联结。在一个示例中,所述系统可为具有两组分立的电触点的电转换开关。

Description

能够将电转换开关定位的三工位装置
技术领域
[0001] 本发明主要涉及系统转换开关,更具体地涉及手动操作的电转换开关。
背景技术
[0002] 电力设备的正常操作通常需要连续的、不间断的电力。对极限应用条件下所使用的电力设备,例如抽水机、鼓风机、升降机、冷藏和冷却系统(除了其他的之外)而言,尤其如此。例如,电动抽水机需要电力来供水以用于灭火、冷却、卫生应用或生产加工。冷藏和冷却系统需要电力来保持温控(temperature-controlled)环境以操作温度敏感设备,以便防止食物腐坏或者甚至使血库保持在适当的温度。类似地,升降机依靠电力来确保人身安全并在紧急状况期间提供适当的操作。
[0003] 遗憾的是,由于不利的天气状况和/或其他状况,会经常发生电力故障。在电力故障的情况下,连接至第一电源(例如公用电源)的电力负载可能需要快速切换至另一备用电源(例如发电机)以保持负载的功能。为此目的,电力工业采用了所谓“电转换开关”,电转换开关通常为应急及备用系统的关键构件。电转换开关通常是将电力负载从“正常”电源切换至“应急”电源的装置。在将负载从一电源切换至另一电源期间,按顺序打开和闭合开关的电触点(electrical contact),以将负载联结至所需的电源。例如在打开结构中,开关触点可被定位成将负载与所有电源断开。在闭合结构中,开关触点可被定位成将负载连接至给定的电源。例如在第一闭合结构中,开关触点可被定位成将负载连接至正常电源。在第二闭合结构中,开关触点可被定位成将负载连接至应急电源。
[0004] 为了控制开关触点的打开和闭合,电转换开关典型地包括一种用于将电转换开关设置为所需结构的装置。在一个示例中,该装置可以被自动激活(例如在电力故障期间电激活)。在另一示例中,所述装置可被手动激活,这让开关操作者能通过手动来拨动(toggle)开关触点,以将电力负载从一个电源切换至另一电源。因此在手动操作电转换开关的情况下,期望提供一种手动激活装置,其可高效地将电力负载从一个电源切换至另一电源从而防止由于负载没有电力而可能导致的损害。
[0005] 此外,一些电转换开关配备有两组分别单独地控制与给定电源的连接的分立的电触点,在这种开关中,一组电触点可专用于选择性将负载连接至第一电源(例如“正常”电源)。另一组电触点则可专用于形成或断开与第二电源(例如“应急”电源)的连接。例如,所谓“双轴”电转换开关即可具有两个分立的可动触点组件,上述触点组件通常为两个可动轴组件的形式,所述轴组件承载可以按需打开或闭合的相应的一组电触点。
[0006] 某些手动激活的机构每次只能打开和闭合单独一组开关触点。结果,例如为了将双轴转换开关定位,使用者可能随后不得不操作两个分立的各自控制单独一组开关触点的机构。因此,需要能够打开/闭合两组分立的触点的公用手动激活装置以用于例如双轴电转换开关这样的电转换开关。
[0007] 此外,与电激活切换机构不同,当前的设计复杂的手动激活机构在电源之间执行切换的方式通常会产生负载与电源断开的显著时段。这种有害的特点会部分导致人类使用者无法快速精确地接合切换机构以防止在开闭电触点组件时产生的延迟。因此,有利的是提供一种较不复杂的手动激活机构,其能够以与电激活装置相当的速度进行转换。
发明内容
[0008] 在本发明的一个实施例中,提供一种用于在三个工位操作的系统的三工位装置。所述三工位装置包括:(i)工位选择机构,(ϋ)第一连杆机构和第二连杆机构,每个连杆机构与工位选择机构可操作地联结,(iii)第一重量致动(weight-actuated)弹簧机构,与第一连杆机构可操作地联结,(iv)第二重量致动弹簧机构,与第二连杆机构可操作地联结,(V)第一输出致动(output-actuating)构件,与第一重量致动弹簧机构可操作地联结,所述第一输出致动构件设置成与上述系统可操作地连通,以及(vi)第二输出致动构件,与第二重量致动弹簧机构可操作地联结。第二输出致动构件设置成与上述系统连通,其中三工位装置构造成将该系统定位在不同的工位。
[0009] 在另一实施例中,三工位装置可以有利地用于电转换开关,且特别用于具有两组分立的电触点的电转换开关。这种开关的一个示例可以是具有第一可动接触轴(contact-shaft)组件和第二可动接触轴组件的双轴电转换开关。
[0010] 根据优选的设置方案,三工位装置包括:(i)工位选择机构;(ii)第一连杆机构和第二连杆机构,所述连杆机构与工位选择机构联结;(iii)第一重量致动弹簧机构,与连杆机构联结;(iv)第二重量致动弹簧机构,与连杆机构联结;(V)第一输出致动构件,与重量致动弹簧机构可操作地联结,所述第一输出致动构件设置成与开关可操作地连通,以致动开关的第一组电触点打开和闭合。第二输出致动构件与第二重量致动弹簧机构联结,所述第二输出致动构件设置成与开关可操作地连通,以致动开关的第二组电触点打开和闭合。三工位装置构造成将开关定位在不同的工位。
附图说明
[0011] 图1示出了根据优选的设置方案披露的三工位装置(three-positionapparatus)的立体图;
[0012] 图2示出了所披露的三工位装置的另一立体图;
[0013] 图3示出了有代表性的工位选择装置的立体分解图;
[0014] 图4示出了图1披露的三工位装置,其包括有代表性的重量致动弹簧机构的局部分解视图;
[0015] 图5不出了根据一个(实施例)披露的三工位装置的侧视图;
[0016] 图6示出了图1披露的三工位装置,其包括轴架、弹簧架和装置框架;
[0017] 图7示出了图1披露的三工位装置,其使用双轴电转换开关;以及
[0018] 图8示出了披露的三工位装置和图7的双轴电转换开关,其中详细示出了示例性的接触轴组件。
具体实施方式
[0019] 1.装置结构
[0020] 图1为根据本发明的说明性实施例的三工位致动器10的立体图。三工位致动器10通常包括三个分立的可用于驱动双开关系统的机械系统:工位选择机构12、重量致动弹簧机构18和20、及连杆系统14和16。通过这些分立的系统的相互作用,使用者可按如下方式操作三工位致动器10,以通过输出致动构件22和24控制双开关系统:可用工位选择机构12来选择性地接合连杆系统14或连杆系统16 ;并且连杆系统14驱动重量致动弹簧机构18 (和输出致动构件22),而连杆系统16驱动重量致动弹簧机构20 (和输出致动构件24)。因此,当将工位选择机构12设置成操作连杆系统14时,使用者即可驱动输出致动构件22 ;类似地,当将工位选择机构12设置成操作连杆系统16时,使用者即可驱动输出致动构件24。以下对三个系统(工位选择机构12、连杆系统14和16以及重量致动弹簧机构18和20)各自进行单独的且更具体的描述。
[0021] A.工位选择机构的结构
[0022] 如图1和图2所示,工位选择机构12包括手动致动装置,该手动致动装置包括附连至手柄轴28的操作手柄26。定位轭(定位板)30和定位轭(定位板)32也可以附连至手柄轴28,其中定位轭30和32围绕由手柄轴28限定的轴线转动。通过(在垂直于手柄轴28的平面中)顺时针或逆时针转动操作手柄26而使手柄轴28沿顺时针方向和逆时针方向转动。相似地,可通过(在手柄轴的平面中)推或拉操作手柄26而使手柄轴28沿前向和后向运动。此外,如下面进一步说明的,在一种设置中,工位选择机构12还可以包括偏动弹簧34,该偏动弹簧可以协助将操作手柄定位在拉出位置。
[0023] 现在参照图3,工位选择机构12可额外地包括设置在定位轭30与32之间的中间板36,其中板36附连至轴架38。中间板36可以包括销44能够穿过的槽46。此外,如以下进一步进行说明的,中间板36和销44用于提供闭锁机构以防止三工位装置进入下述状态,即输出致动构件22和24均设置为活动或“闭合”状态。为了将手柄轴28保持在适当的位置,可设置两个各自优选安装至轴架38的承压板40和42。此外,可将销44附连至手柄轴28,销44可选择性地与定位轭30和32接合。更具体地,在穿过槽46并朝向定位轭32推入手柄轴时,销44可经由槽48与定位轭32接合。类似地,在穿过槽46并朝向定位轭30拉出手柄轴时,销44可经由定位板30中的槽(未示出)与定位轭30接合。因此,使用者通常可通过首先推动随后转动操作手柄26来选择性地接合并致动第一连杆系统14。类似地,使用者通常可通过首先拉动随后转动操作手柄26来选择性地接合并致动第二连杆系统16。此外,因为销44是固定至手柄轴28上的,所以中间板36通过使销44与中间板36中的槽46进行需要的适当定向,来调节手柄轴28的前向和后向运动。
[0024] B.连杆系统的结构
[0025] 如图1和图2进一步示出的,第一连杆系统14设计成,当与工位选择机构12选择性地接合时,操作手柄26的旋转运动即转换为第一输入重量致动板66的旋转运动。如下面进一步说明的,通过第一连杆系统中的一系列机械连杆和杠杆,实现了从操作手柄26的旋转运动至第一输入重量致动板66的旋转运动的转换。类似地,第二连杆系统16设计成,将操作手柄26的旋转运动转换为第二输入重量致动板86的旋转运动。因此,第二连杆系统16可按与第一连杆系统14的设置相似的设置,包括相似的构件。然而,本领域普通技术人员将会认识到也可以使用替换类型的结构。
[0026] 第一连杆系统14可以包括用于将定位轭32机械地联结至杠杆52的连杆50,使得定位轭32围绕手柄轴的轴线的转动将杠杆52致动。杠杆52在一端围绕固定轴54枢转,而在相对的端联结至连杆组件56。连杆组件56的一端可以附连至杠杆52,且另一端附连至致动板66。连杆组件56与致动板66之间的连接可供用于将第一连杆系统14机械地联结至第一重量致动弹簧机构18。如上所述,第二连杆机构16可以包括与第一连杆机构14大体上相同的构件。然而,本领域普通技术人员将会认识到也可以使用替换类型的结构。因此,第二连杆机构16可包括:用于附连至定位轭30的连杆58,连接至连杆58并且通过轴62转动的杠杆60,以及用于附连至第二重量致动弹簧机构20中的动作板86的连杆组件64。
[0027] —般地,第一重量致动弹簧机构18和第二重量致动弹簧机构20设计成,在使用者开始改变位置之后,上述重量致动弹簧机构自完成(self-complete)切换到新的位置。更具体地,在输出致动构件22和24均可被保持在两种状态(例如“打开”和“闭合”状态)时,第一重量致动弹簧机构18和第二重量致动弹簧机构20被设计成,当使用者操作三工位致动器以使输出致动构件之一从一种状态运动变换至另一状态时,仅通过将使用者对操作手柄26的转动转换为第一重量致动弹簧机构或第二重量致动弹簧机构的运动,来实现开关的起始部从第一状态转换至第二状态(直至“激活点”);通过将存储的机械能传递到配重凸轮的旋转运动,来使开关的保持部自动从第一状态转换至第二状态(已达到激活点之后)。这种存储的机械能向旋转运动的自动传递协助三工位致动器,以可与通过电激活的系统所取得的速度相比的速度来实现切换功能。
[0028] C.重量致动弹簧机构的结构
[0029] 如上所述,连杆机构14和16优选分别附连至重量致动弹簧机构18或20。就此而言,第一重量致动弹簧组件18可以包括:重量致动板66,构造成附连至连杆组件56 ;输入配重凸轮68,通过弹簧导杆74连接至弹簧72,以及输出配重凸轮70,通过弹簧导杆78连接至弹簧76。输出配重凸轮70可以构造成通过合适的装置直接或间接地连接至第一输出致动构件22。注意,如在此处定义和使用的,术语“配重凸轮”通常指任何能被构造成以在此描述的方式起作用的合适的构件,而不限于披露的形式。
[0030] 此外,每个弹簧导杆74和78均可被支撑在弹簧枢轴80上并且定位在弹性枢轴承82和84中。如图6所示,弹簧枢轴80又可安装在弹簧架112中,所述弹簧架112连同轴架38和装置框架114 一起支撑重量致动弹簧机构。如图6进一步示出的,装置框架114可以包括分别用于容置第一输出致动构件22和第二输出致动构件24的槽114a和114b (注意为清晰起见,在图6中仅示出了装置的一部分构件)。通常,在图6中示出的示例性的框架组件也便于将三工位装置10整合到其他系统,例如电转换开关内。
[0031] 第二重量致动弹簧机构20可以包括与第一重量致动弹簧机构18基本上相同的或相似的构件。因此,第二重量致动弹簧机构20可包括:重量致动板86,构造成附连至连杆组件64 ;输入配重凸轮88,可通过弹簧导杆94连接至弹簧92 ;以及输出配重凸轮90,可通过弹簧导杆98连接至弹簧96。此外,每一弹簧导杆94和98均可被支撑在弹簧枢轴100上并且定位在弹性枢轴承102和104中。弹簧枢轴100可依次安装在支撑重量致动弹簧机构的弹簧架112中。
[0032] 图4和图5示出了重量致动弹簧机构18和20以及连杆机构14和16的额外细节。更具体地,图4主要示出了有代表性的重量致动弹簧机构18的局部分解图。图5则示出了根据一个实施例设置的三工位装置10的侧视图。如图4所示,配重凸轮68和70均可以分别被保持在适当的位置,并且分别围绕重量轴(weight shaft)和重量轴承(weightbearing)例如重量轴106和重量轴承108而转动。此外,弹簧枢轴,例如弹簧枢轴80,可具有用于容置例如弹簧杆导引件74和78的弹簧杆导引件的开口 110。
[0033] 现在参照图5,重量致动板66可以包括容置螺栓118的槽116,螺栓118联结至输入配重凸轮68。在输入配重凸轮68和重量致动板66围绕重量轴106相对于彼此转动时,螺栓112可以在槽116中运动以与输入配重凸轮68和重量致动板66选择性地接合或脱开。类似地,重量致动板86包括容置螺栓122的槽120,螺栓122与输入配重凸轮88联结。在输入配重凸轮88和重量致动板86相对于彼此转动时,螺栓122可以在槽120中运动以与输入配重凸轮88和重量致动板86选择性地接合或脱开。
[0034] 2.装置的操作
[0035] 在图示的设置中,三工位装置10可以适用于为在至少三个不同的工位操作而设计的系统,例如电转换开关。在一种具体的设置中,以上披露的三工位装置可以有利地集成到具有两组分立的电触点(例如呈两个分立的可动触点组件的形式)类型的电转换开关中,每组电触点分别控制与给定电源的连接。如上所述,这种电转换开关的一个示例为具有两个分立的触点轴组件的双轴电转换开关,其中每个触点轴组件包括可以闭合或打开以分别形成或断开与给定电源的电连接的相应的一组电触点。
[0036] 例如,双轴电转换开关可以包括用于控制与第一(“正常”)电源的连接的第一组触点(例如“正常”触点组)和用于控制与第二(“应急”)电源的连接的第二组电触点(例如“应急”触点组)。图7和图8基本示出了与双轴电转换开关124 —起使用的三工位装置10的一个示例,双轴电转换开关124具有用于控制与“正常”电源的连接的第一可动接触轴组件126和用于控制与“应急”电源的连接的第二可动接触轴组件128。在图8中更清楚地示出了接触轴组件126和128,其还示出了三工位装置10和开关124。
[0037] 在上述类型的电转换开关中,三个不同的工位通常包括:(i) “正常”工位,其中正常触点组闭合以将电力负载连接至正常电源;(ii) “应急”工位,其中应急触点组闭合以将电力负载连接至应急电源;以及打开”,其中正常触点组和应急触点组均打开以将电力负载与两个电源断开。
[0038] 作为示例,为了将开关124定位在“正常”工位,可操作三工位装置10来致动第一接触轴组件126以闭合正常触点组。类似地,为了将开关定位在“应急”工位,可操作三工位装置来致动第二接触轴组件128以闭合应急触点组。类似地,还可操作三工位装置来致动第一可动接触轴组件或第二可动接触轴组件之一(根据开关当前是否处于“应急”工位或“正常”工位)以分别打开相应的触点组,从而将开关定位在“打开”工位。
[0039] 通常,可以闭合或打开给定的开关触点组,以通过致动工位选择机构12将开关124定位在所需的工位。为了到达所需的工位,工位选择机构12可被设置成选择性地控制:
(i)三工位装置的第一部分,包括第一连杆机构14、第一重量致动弹簧机构18和第一输出致动构件22,以及(ii)三工位装置的第二部分,包括第二连杆机构16、第二重量致动弹簧机构20和第二输出致动构件24。作为示例,三工位装置的第一部分可用作打开和闭合开关的正常触点组的“正常”部分,而三工位装置的第二部分可用作打开和闭合开关的应急触点组的“应急”部分。如本领域普通技术人员将意识到的,也可以采用替换的设置。
[0040] 在操作中,可通过将操作手柄26定位在推入位置或拉出位置并随后转动手柄,来选择将三工位装置10的“正常”部分或“应急”部分激活。更具体地,在图1示出的实施例中,为了选择“正常”工位并由此闭合正常触点组,将操作手柄26推入并在垂直于手柄轴28的平面中沿逆时针方向转动约90度。将操作手柄26设置成以这种方式转动的一个优点在于,操作手柄可以设置在容置电转换开关和三工位装置10的壳体的外部(例如操作手柄可以穿过壳体中的槽而突出来),使得人类操作者可以致动该装置而无需打开壳体,由此避免潜在的人身伤害。
[0041] A.打开和正常定位
[0042] 在一个示例中,输出致动构件22可处于与三工位装置10的“打开”工位对应的第一工位。当适当地定向并推入操作手柄26时,销44(如图3所示)穿过槽46朝向定位轭32运动、以经由槽48与定位轭32接合。此外,在通过操作手柄来转动手柄轴28时,可以基本垂直于手柄轴将销44定位以防止手柄轴28的前向或后向运动,并由此贴靠中间板36的背面将操作手柄“锁定”在适当的位置。这种锁定还防止了使用者在接合定位轭32并转动轴时,同时与定位轭30接合地操作三工位装置10。因此,一旦使用者已经使用操作手柄来接合并转动轭32 (并进而驱动输出致动构件22),则使用者无需首先使三工位装置10返回至其“打开”工位,也不会用操作手柄接合到轭30 (用于驱动输出致动构件24)。这防止了使用者同时驱动输出致动构件22和输出致动构件24。
[0043] 在操作手柄26被推入且沿逆时针方向转动时,定位轭32连同手柄轴28 —起转动并且致动附连至定位轭32的第一连杆机构14。第一连杆机构14构造成当被致动时,协同工作的连杆50、杠杆52和连杆组件56引起输入重量致动板66转动。有效的是,第一连杆机构14将操作手柄26的旋转运动“转换”为输入重量致动板66的旋转运动。此外,当转动操作手柄时,输入重量致动板66通过由螺栓118提供的机械联结使输入配重凸轮68转动。
[0044] 在输入配重凸轮68转动时,输入配重凸轮68与弹簧导杆74接合的位置(第一凸轮-杆连接点)也转动。更具体地,该第一凸轮-杆连接点朝向弹簧枢轴80转动,使得输入弹簧72 “围绕”弹簧导杆74被压缩。直到输入配重凸轮68的转动使得第一凸轮-杆连接点与弹簧枢轴80的距离最小,并且达到“上止点(top dead center) ”为止,输入弹簧72一直都发生这种压缩。在该位置处达到第一重量致动弹簧机构18的“激活点(activationpoint) ”。随着输入配重凸轮68经过“上止点”继续转动,输入弹簧72结束压缩并且开始释放。在其释放期间,输入弹簧72开始快速驱动输入配重凸轮68继续转动。此外,经过“上止点”的螺栓118在槽116中自由运动,使得输入重量致动板66与输入配重凸轮68脱开,由此使输入配重凸轮68得以自由地并独立于操作手柄26的位置转动。
[0045] 在输入弹簧72完全释放之前,转动的输入配重凸轮68通过机械冲击与输出配重凸轮70接合,使得两个配重凸轮一起转动。输出配重凸轮70的被引发的转动也使得输出弹簧76“加载”,或着说使得输出弹簧76围绕输出弹簧导杆78压缩。因此,就此而言,输入配重凸轮68和输出配重凸轮70可相应地设置成,使得配重凸轮可以在设定的各转动位置彼此“互锁”。例如,在例如图1和图4所示的实施例中,每个配重凸轮可具有从其主体上切出的合适的切出部(cut-out),因此当一个配重凸轮与另一配重凸轮彼此适当地转动定位时能够相互接合。在其它示例中,所述配重凸轮可按不同方式设置以实现相同的功能。
[0046] 在输入配重凸轮68和输出配重凸轮70 —起转动时,输出弹簧76被压缩,直到输出配重凸轮70达到其“上止点”位置并且开始释放为止。在该位置,输出弹簧76开始快速驱动输出配重凸轮70继续转动。此外,在通过上止点位置之后,输出配重凸轮70与输入配重凸轮68脱开,同时输出弹簧76继续转动输出配重凸轮70。在输出配重凸轮70转动完毕时,第一输出致动构件22运动至第二工位。在三工位致动器10用于驱动双轴电转换开关(如图7和图8所示)时,输出致动构件22致动第一可动接触轴组件126,使得正常触点组闭合,由此将开关124定位在“正常”工位。例如,如图8所示,第一输出致动构件22可被设置为经由轴板130来移动第一可动接触轴组件126,以闭合正常触点组。此外,在被释放的状况下,由于输出弹簧76不会让输出配重凸轮70进一步转动,所以输出弹簧76将开关触点保持在被机械锁定的拨动位置(toggle position)。
[0047] 在所示实施例中,第一重量致动弹簧机构18中的每个弹簧/配重凸轮的尺寸/重量可以根据力和质量的基本原理来选择,以实现闭合和打开开关触点所需的速度(和所需的力)。例如,对于给定的开关框架尺寸,第一重量致动弹簧机构18可被构造成,由第一重量致动弹簧机构18产生的速度基本上等于电致动装置的速度。
[0048] B.打开和应急定位
[0049] 在三工位装置10处于“正常”工位时,为了将开关124定位在“应急”工位(例如在正常电源发生电力故障期间),在垂直于手柄轴28的平面中将操作手柄26沿顺时针方向转动约90度,以打开正常触点组,由此首先将开关定位在“打开”工位。在转动操作手柄时,除了第一输出致动构件22致动第一可动接触轴组件126以打开开关触点之外,三工位装置的“正常”部分如上所述地操作。此外,顺时针转动操作手柄而将销44重新定位,使得销可以滑动穿过槽46并且朝向定位轭30运动以与定位轭30接合。
[0050] 根据示出的实施例,在如图1所示三工位装置10处于“打开”工位时,为了选择“应急”工位并由此闭合应急触点组,拉出操作手柄26。操作手柄26随后在垂直于手柄轴28的平面内沿顺时针方向被转动约90度。实际上,操作手柄完成约180度的转动以将开关124从“正常”工位切换到“应急”工位。当适当地将操作手柄26定向并拉出时,销44穿过槽46朝向定位轭30运动,以经由定位轭30中的槽(未示出)与定位轭30接合。此外,在通过操作手柄转动手柄轴28时,可基本上垂直于手柄轴将销44定位,以贴靠中间板36的前表面将操作手柄“锁定”在适当的位置。
[0051] 在一种优选的设置中,工位选择机构12可以包括偏动弹簧34(例如压缩弹簧)以便于将手柄26定位在拉出工位。更具体地,手柄轴28可用偏动弹簧34来弹性加载,使得偏动弹簧在装置处于“打开”工位时向外推动手柄。实际上,偏动弹簧34迫使操作手柄保持在拉出位置(例如如图5所示,其中操作手柄处于拉出位置且销44接合在定位轭30中)。这可以消除拔出操作手柄的需要,因此能更快地转换至“应急”工位。
[0052] 在操作手柄26沿顺时针方向转动时,定位轭30与手柄轴28 —起转动,并致动附连至定位轭30的第二连杆机构16。第二连杆机构16构造成,当被致动时使输入重量致动板86转动。有效地,第二连杆机构16将操作手柄26的旋转运动“转换”成输入重量致动板86的围绕基本上垂直于操作手柄的转动平面的轴线的转动。此外,当操作手柄26被拉出并转动时,输入重量致动板86即依次使输入配重凸轮88转动。
[0053] 在输入配重凸轮88转动时,输入配重凸轮88与弹簧导杆94接合的位置(第二凸轮-杆连接点)也转动。更具体地,该第二凸轮-杆连接点朝向弹簧枢轴100转动,使得输入弹簧92 “围绕”弹簧导杆94被压缩。直到输入配重凸轮88的转动使得第二凸轮-杆连接点与弹簧枢轴100的距离最小,并且达到“上止点”为止,输入弹簧92 —直都发生这样的压缩。在该位置达到第二重量致动弹簧机构20的“激活点”。随着输入配重凸轮88继续转动经过“上止点”,输入弹簧92完成压缩且开始释放。输入弹簧92在其释放期间,开始快速迫使输入配重凸轮88继续转动。此外,经过“上止点”的螺栓122在槽120中自由地运动,使得输入重量致动板86与输入配重凸轮88脱开,由此使输入配重凸轮88得以自由地并独立于操作手柄26的位置转动。
[0054] 在输入弹簧92被完全释放之前,转动的输入配重凸轮88通过机械冲击与输出配重凸轮90接合,使得这两个配重凸轮一起转动。输出配重凸轮90的被引发的转动也使得对输出弹簧96 “加载”,或者说使得输出弹簧96围绕输出弹簧导杆98被压缩。就此而言,输入配重凸轮88和输出配重凸轮90可以相应地设置成,使得配重凸轮能在设定的各转动位置彼此“互锁”。例如,在例如图1和图4所示的说明性实施例中,每个配重凸轮可具有从其主体上切出的合适的切出部,因此当一个配重凸轮与另一配重凸轮彼此适当地转动定位时能够相互接合。在其它示例中,所述配重凸轮可按不同方式设置以实现相同的功能。
[0055] 在输入配重凸轮88和输出配重凸轮90 —起转动时,输出弹簧96被压缩直到输出配重凸轮90达到其“上止点”位置并开始释放为止。在该位置,输出弹簧96开始快速驱动输出配重凸轮90继续转动。此外,在通过上止点位置之后,输出配重凸轮90与输入配重凸轮88脱开,而输出弹簧96继续转动输出配重凸轮90。在输出配重凸轮90转动完毕时,第二输出致动构件24运动至“闭合”工位。三工位致动器10可用来驱动双轴电转换开关(如图7和图8所示),输出致动构件24致动第二可动接触轴组件128,使得应急触点组闭合,由此将开关124定位在“应急”工位。例如,如图8所示,第二输出致动构件24可设置为,经由轴板132来移动第二可动接触轴组件128以闭合应急触点组。此外,在被释放的状况下,由于输出弹簧76无法让输出配重凸轮90进一步转动,所以输出弹簧96将开关触点保持在被机械锁定的拨动位置。
[0056] 在示出的设置中,第二重量致动弹簧机构20中的每个弹簧/配重凸轮的尺寸/重量可以根据力和质量的基本原理进行选择,从而实现闭合和打开开关触点所需的速度(和所需的力)。例如,对于给定的开关框架尺寸,第二重量致动弹簧机构20可以构造成,由第二重量致动弹簧机构20产生的速度基本上等于电致动装置的速度。
[0057] 在三工位装置10处于“应急”工位时,为了使开关124返回“正常”工位(例如当恢复正常电源时),在垂直于手柄轴28的平面中将操作手柄26沿逆时针方向转动约90度,以打开应急触点组,由此首先使开关定位在“打开”工位。在转动操作手柄时,除了第二输出致动构件24致动第二可动接触轴组件128以打开开关触点之外,三工位装置的“应急”部分如上所述地操作。此外,顺时针转动操作手柄使得销44重新定位,使得销可以滑动穿过槽46并且朝向定位轭32运动以与定位轭32接合。
[0058] 在三工位装置10处于“打开”工位时,操作手柄26可随后被推入并在垂直于手柄轴28的平面中沿逆时针方向转动约90度。因此,实际上,操作手柄完成约180度的转动以将开关124从“应急”工位切换到“正常”工位。如上所述地操作三工位装置的“正常”部分以使开关定位在“正常”工位。
[0059] 注意,所披露的实施例的优点在于,三工位装置10设置成,由该装置的“正常”部分独立控制的正常触点组126和由该装置的“应急”部分独立控制的应急触点组128无法同时闭合。
[0060] 以上描述了本申请的设置方案。然而,本领域技术人员将会理解,在不脱离由权利要求书限定的本申请的真正范围和精神的情况下可对这些设置方案进行多种改变和变型。
[0061] 此外,在以上披露的三工位装置与电转换开关(例如双轴电转换开关)结合使用的情况下,提出了以上说明和附图中的示例,但所描述的方法和装置可由在至少三个不同工位操作的任何系统使用,而不仅由在上述示例中所披露的系统使用。作为仅仅一个示例,以上披露的三工位装置可用于除了电转换开关之外的开关。

Claims (20)

1.用于在不同的工位操作的系统的多工位装置,所述多工位装置以组合形式包括: 工位选择机构; 第一连杆机构和第二连杆机构,每个连杆机构与所述工位选择机构可操作地联结; 第一转动式重量致动弹簧机构,与所述第一连杆机构可操作地联结; 第二转动式重量致动弹簧机构,与所述第二连杆机构可操作地联结; 第一输出致动构件,与所述第一转动式重量致动弹簧机构可操作地联结,所述第一输出致动构件设置为与所述系统可操作地连通;以及 第二输出致动构件,与所述第二转动式重量致动弹簧机构可操作地联结,所述第二输出致动构件设置为与所述系统可操作地连通, 其中所述工位选择机构包括手动致动装置;其中所述手动致动装置包括手柄,且所述手柄被转动以选择所述不同的工位中的一个给定的工位;其中所述手柄还被定位在推入或拉出位置,以选择所述不同的工位中的所述一个给定的工位。
2.如权利要求1所述的装置,其中所述系统包括第一可动组件和第二可动组件;且其中所述第一输出致动构件致动 所述第一可动组件,以将所述系统至少定位在所述不同的工位中的第一工位;且其中所述第二输出致动构件致动所述第二可动组件,以将所述系统至少定位在所述不同的工位中的第二工位。
3.如权利要求1所述的装置,其中所述系统为电转换开关。
4.如权利要求3所述的装置,其中所述电转换开关被定位在所述不同的工位中的一个或多个工位,以将电力负载从一个电源切换至另一电源。
5.如权利要求1所述的装置,其中所述工位选择机构还包括偏动弹簧,该偏动弹簧协助将所述手柄定位在所述拉出位置。
6.如权利要求3所述的装置,其中所述手动致动装置包括:可转动的手柄、承载第一定位轭和第二定位轭的手柄轴;且其中所述第一定位轭响应所述手柄的转动而致动所述第一连杆机构;以将所述系统至少定位在所述不同的工位中的第一工位;且其中所述第二定位轭响应所述手柄的转动而致动所述第二连杆机构,以将所述系统至少定位在所述不同的工位中的第二工位。
7.如权利要求6所述的装置,其中所述第一转动式重量致动弹簧机构包括:第一重量致动板,可操作地联结至所述第一连杆机构;第一配重凸轮,与所述第一重量致动板可操作地联结;第二配重凸轮;第一弹簧,与所述第一配重凸轮可操作地联结;以及第二弹簧,与所述第二配重凸轮可操作地联结;且其中当所述第一定位轭致动所述第一连杆机构时,所述第一重量致动板引起所述第一配重凸轮转动并将所述第一弹簧加载;且其中当释放所述第一弹簧时,所述第一配重凸轮转动并且接合所述第二配重凸轮,使得所述第二配重凸轮和所述第一配重凸轮一起转动以将所述第二弹簧加载。
8.如权利要求7所述的装置,其中当释放所述第一弹簧时,所述第一配重凸轮自由转动。
9.如权利要求7所述的装置,其中当释放所述第二弹簧时,所述第二配重凸轮与所述第一配重凸轮脱开独立于所述第一配重凸轮转动;且其中当所述第二配重凸轮转动时,所述第一输出致动构件致动所述系统。
10.如权利要求7所述的装置,其中当所述第一定位轭致动所述第一连杆机构时,所述第一重量致动板围绕垂直于所述手柄的转动平面的轴线转动。
11.如权利要求6所述的装置,其中所述第二转动式重量致动弹簧机构包括:第二重量致动板,联结至所述第二连杆机构;第三配重凸轮,与所述第二重量致动板可操作地联结;第四配重凸轮;第三弹簧,与所述第三配重凸轮可操作地联结;以及第四弹簧,与所述第四配重凸轮可操作地联结;且其中当所述第二定位轭致动所述第二连杆机构时,所述第二重量致动板使得所述第三配重凸轮转动并将所述第三弹簧加载;且其中当释放所述第三弹簧时,所述第三配重凸轮转动并接合所述第四配重凸轮,使得所述第四配重凸轮和所述第三配重凸轮一起转动以将所述第四弹簧加载。
12.如权利要求11所述的装置,其中当释放所述第三弹簧时,所述第三配重凸轮自由地转动。
13.如权利要求11所述的装置,其中当释放所述第四弹簧时,所述第四配重凸轮与所述第三配重凸轮脱开并独立于所述第三配重凸轮转动;且其中当所述第四配重凸轮转动时,所述第二输出致动构件致动所述系统。
14.如权利要求11所述的装置,其中当所述第二定位轭致动所述第二机构时,所述第二重量致动板围绕垂直于所述手柄的转动平面的轴线转动。
15.一种用于电转换开关的多工位装置,所述电转换开关具有两组不同的电触点,所述多工位装置以组合形式包括: 工位选择机构; 第一连杆机构和第二连杆机构,每个连杆机构与所述工位选择机构可操作地联结; 第一转动式重量致动弹簧机构,与 所述第一连杆机构可操作地联结; 第二转动式重量致动弹簧机构,与所述第二连杆机构可操作地联结; 第一输出致动构件,与所述第一转动式重量致动弹簧机构可操作地联结,所述第一输出致动构件设置成与所述开关可操作地连通,从而致动所述开关的第一组电触点打开和闭合;以及 第二输出致动构件,与所述第二转动式重量致动弹簧机构可操作地联结,所述第二输出致动构件设置成与所述开关可操作地连通,以致动所述开关的第二组电触点打开和闭入I=I, 其中所述工位选择机构包括手动致动装置;其中所述手动致动装置包括手柄,且所述手柄被转动以选择所述不同的工位中的一个给定的工位;其中所述手柄还被定位在推入或拉出位置,以选择所述不同的工位中的所述一个给定的工位。
16.如权利要求15所述的装置,其中所述不同的工位包括:(i)所述第一组电触点闭合的第一工位;(ii)所述第二组电触点闭合的第二工位;以及(iii)所述第一组触点和第二组触点打开的第三工位。
17.如权利要求15所述的装置,其中所述电转换开关为双轴电开关。
18.如权利要求16所述的装置,其中所述双轴电转换开关包括第一可动接触轴组件和第二可动接触轴组件;且其中所述第一输出致动构件设置成与所述第一可动接触轴可操作地连通,以致动所述开关的第一组电触点的打开和闭合;且其中所述第二输出致动构件设置成与所述第二可动接触轴组件可操作地连通,以致动所述开关的第二组电触点的打开和闭合。
19.如权利要求15所述的装置,其中所述第一转动式重量致动弹簧机构和所述第二重量致动机构均构造成,实现以给定的速度打开和闭合所述开关的相应的一组电触点。
20.一种用于电转换开关的三工位装置,所述电转换开关具有两组分立的电触点,所述三工位装置以组合形式包括: 手动致动装置; 第一连杆机构和第二连杆机构,每个连杆机构与所述手动致动装置可操作地联结; 第一重量致动弹簧机构,与所述第一连杆机构可操作地联结,所述第一重量致动弹簧机构包括:第一重量致动板,可操作地联结至所述第一连杆机构;第一配重凸轮,与所述第一重量致动板可操作地联结;第二配重凸轮;第一弹簧,与所述第一配重凸轮可操作地联结;以及第二弹簧,与所述第二配重凸轮可操作地联结;且其中当附连至所述手动致动装置的手柄轴的第一定位轭致动所述第一连杆机构时,所述第一重量致动板引起所述第一配重凸轮转动并将所述第一弹簧加载;且其中当释放所述第一弹簧时,所述第一配重凸轮转动并且接合所述第二配重凸轮,使得所述第二配重凸轮和所述第一配重凸轮一起转动以将所述第二弹簧加载; 第二重量致动弹簧机构,与所述第二连杆机构可操作地联结,所述第二重量致动弹簧机构包括:第二重量致动板,联结至所述第二连杆机构;第三配重凸轮,与所述第二重量致动板可操作地联结;第四配重凸轮;第三弹簧,与所述第三配重凸轮可操作地联结;以及第四弹簧,与所述第四配重凸轮可操作地联结;且其中当附连至所述手动致动装置的手柄轴的第二定位轭致动所述第二连杆机构时,所述第二重量致动板使得所述第三配重凸轮转动并将所述第三弹簧加载;且其中当释放所述第三弹簧时,所述第三配重凸轮转动并接合所述第四配重凸轮,使得所述第四配重凸轮和所述第三配重凸轮一起转动以将所述第四弹簧加载; 第一输出致动构件,与所述第一配重凸轮和第二配重凸轮其中之一可操作地联结,所述第一输出致动构件设置成与所述开关可操作地连通,从而致动所述开关的第一组电触点打开和闭合;以及 第二输出致动构件,与所述第三配重凸轮和第四配重凸轮的其中之一可操作地联结,所述第二输出致动构件设置成与所述开关可操作地连通,从而致动所述开关的第二组电触点打开和闭合; 其中所述三工位装置构造成,将所述开关定位在三个不同的工位;其中所述手动致动装置包括手柄,且其中所述手柄被转动以选择所述不同的工位中的一个给定的工位;并且所述手柄还被定位在推入或拉出位置 ,以选择所述不同的工位中的所述一个给定的工位。
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