CN101770905A - 具有凸轮旋转延迟功能的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开阻断电流的具有凸轮旋转延迟功能的断路器，其执行合闸操作和储能操作，包括：合闸弹簧，具有可旋转地结合于每个板的一端部；驱动杆，可旋转地安装在每个板上且连接到合闸弹簧的另一端部以响应合闸弹簧的压缩和拉长而旋转；凸轮，可旋转地安装在每个板上并构造为按压驱动杆以旋转；连杆机构，具有可旋转地安装在每个板上并连接到驱动杆以操作的多个连杆；活动触点，可旋转地安装在每个板的一侧并通过连杆机构的操作与接线端接触；及凸轮延迟机构，安装在每个板上并减小由合闸弹簧的恢复力引起的凸轮旋转力，从而由凸轮延迟机构防止凸轮过度旋转以允许连杆机构稳定且完全的肘接操作及合闸弹簧的平滑恢复操作从而提供更稳定的断路器操作。

Description

具有凸轮旋转延迟功能的断路器

技术领域

本发明涉及一种具有凸轮旋转延迟功能的断路器，尤其涉及一种能够在依靠可旋转凸轮机械地执行负载侧的开/关操作的状态下避免由于凸轮的旋转而引起不完全的合闸操作的具有凸轮旋转延迟功能的断路器。

背景技术

通常，断路器是在发生过载、短路、漏电和电击时通过选择性地接通或断开电源侧与负载侧之间的电路来阻断电路的装置。在第20-0442291号韩国注册实用新型申请中公开了一种断路器的构造。

如在第20-0442291号韩国注册实用新型申请中所公开的，断路器执行用于在合闸弹簧(closing spring)中积累弹性能量的储能操作，用于通过合闸弹簧的弹性恢复力而将活动触点连接到接线端上的合闸操作，以及用于将活动触点从接线端分离的分闸操作(opening operation)。

此处，如下执行储能操作。也就是说，在将活动触点从接线端分离的阻断状态下，凸轮响应于手动旋转或自动旋转的旋转轴的旋转而旋转，并且凸轮所接触的驱动杆与凸轮的旋转共同旋转。因此，通过驱动杆的旋转而使合闸弹簧压缩。

如下执行合闸操作。合闸弹簧的弹性能量被传递给切换机构的连杆构件，使得连接到第三连杆的切换轴旋转。与切换轴的旋转共同旋转的支柱(leg)使得活动触点朝接线端移动以便与接线端接触，从而使得电流流动。在合闸操作期间，安装在支柱的下部的合闸弹簧的连接轴朝接线端移动，因此，分闸弹簧被拉长。

此处，如下执行分闸操作。支柱通过已经在合闸操作过程中被拉长的分闸弹簧的弹性恢复力而反向旋转，并且活动触点与接线端间隔以返回其初始位置。

此处，连杆构件是一种肘节构件(toggle member)，其包括第一连杆、第二连杆以及第三连杆，并且执行能够经受在活动触点相对于接线端的合闸操作时所产生的排斥负载的肘接操作。第一连杆与第二连杆通过第一旋转销可旋转地彼此连接，并且第二连杆与第三连杆通过第二旋转销可旋转地彼此连接。

关于这样配置的断路器的储能操作，当在合闸操作期间压缩合闸弹簧时，合闸弹簧的恢复力经由轴承销施加到凸轮上，轴承销布置在驱动杆上以便能够与驱动杆和凸轮接触。

关于合闸操作，当传动机构的合闸闩锁旋转时，合闸弹簧的恢复力基于凸轮轴而使凸轮沿顺时针方向旋转，因此，处于压缩状态下的合闸弹簧被拉长。

此处，如果合闸弹簧的力设定得比使凸轮返回其初始位置所需的力大，则在合闸操作过程中施加到凸轮上的力相应地变大，并且凸轮在顺时针方向的旋转力变得过大。结果，在旋转回其初始位置时，凸轮沿顺时针方向旋转越过初始位置，从而旋转至干扰驱动杆的回位旋转的位置。

也就是说，在合闸操作时，凸轮可能干扰驱动杆的旋转并且连杆构件的肘节销位于第一连杆的上方，从而抑制完全的肘接操作。此外，驱动杆的回位旋转被凸轮延缓，因此，驱动杆的止动销不能移动至第二支撑轴，导致合闸弹簧不能被拉长至其初始状态，第二支撑轴布置在驱动杆的下侧，用于支撑止动销。

因此，现有技术的断路器具有以下问题：其中，凸轮可以通过合闸弹簧的预设张力而旋转至过大位置，从而具有在不稳定状态下操作的可能。

发明内容

因此，为了避免现有技术的问题，本发明的目的是提供一种具有凸轮旋转延迟功能的断路器，其能够通过允许连杆机构的肘接操作稳定且完全地执行并通过防止凸轮的过度旋转以确保合闸弹簧的平滑返回来确保更稳定的操作。

为了实现这些以及其它优点并且根据本发明的目的，如本文所体现并广泛描述的，提供了一种具有凸轮旋转延迟功能的断路器，所述断路器执行合闸操作和储能操作，所述断路器包括：多个彼此间隔开的板；合闸弹簧，其具有可旋转地结合到每个板上的一个端部；驱动杆，其可旋转地安装在每个板上并且连接到合闸弹簧的另一个端部上，以便响应于合闸弹簧的压缩和拉长而旋转；凸轮，其可旋转地安装在每个板上并且构造为按压驱动杆以旋转；连杆机构，其具有多个连杆，所述多个连杆可旋转地安装在每个板上并且连接到驱动杆上用于操作；活动触点，其可旋转地安装在每个板的一侧并且能够通过连杆机构的操作与接线端接触；以及凸轮延迟机构，其安装在每个板上并且构造为减小由于合闸弹簧的恢复力而引起的凸轮的旋转力。

此处，所述凸轮延迟机构可以包括延迟连杆，所述延迟连杆弹性可旋转地安装在每个板上并且构造为使凸轮的旋转延迟。

凸轮延迟机构可以包括：延迟连杆，其可旋转地安装在每个板上并且能够与辅助凸轮接触；旋转销，其插入延迟连杆中以结合到所述板上，以便传递延迟连杆的旋转；以及延迟弹簧，其安装在延迟连杆与每个板之间并且构造为弹性地支撑延迟连杆的旋转。

延迟连杆可以包括支撑部，该支撑部突出地形成并且可滑动地插入辅助凸轮的外周部中。

延迟连杆与辅助凸轮的接触部可以形成为圆形。

延迟连杆可以包括容纳凹槽，其中延迟弹簧包括锁紧在容纳凹槽中的第一止动器以及锁紧在板中的第二止动器。

辅助凸轮可以包括接触凹槽，延迟连杆可拆卸地插入接触凹槽中。

辅助凸轮可以安装在旋转轴的两侧，并且设置有沿凸轮的中心部形成的结合孔，凸轮结合到结合孔。

在本发明的另一个方案中，提供了一种具有凸轮旋转延迟功能的断路器，在执行合闸操作和储能操作的断路器中，所述断路器包括：多个彼此间隔开的板；合闸弹簧，其具有可旋转地结合到每个板上的一个端部；阻尼器，其安装在合闸弹簧内并且与合闸弹簧被共同压缩和拉长以减小合闸弹簧的恢复力；驱动杆，其可旋转地安装在每个板上并且连接到合闸弹簧的另一个端部上，以便响应于合闸弹簧的压缩和拉长而旋转；凸轮，其可旋转地安装在每个板上并且构造为按压所述驱动杆以旋转；辅助凸轮，其安装在与所述凸轮的旋转轴相同的旋转轴上以便与所述凸轮共同旋转，并且具有比凸轮的旋转半径大的旋转半径；连杆机构，其具有多个连杆，所述多个连杆依靠肘节销可旋转地安装在所述板之间，并且连接到驱动杆上以便被肘接；以及活动触点，其可旋转地安装在每个板的一侧并且能够通过连杆机构的操作与接线端接触。

阻尼器可以构造为双管路，该双管路可滑动地彼此结合，以便被压缩和拉长。

通过结合附图对本发明的下列详细描述，本发明的上述以及其它的目的、特征、方案和优点将变得更加明显。

附图说明

所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，并且并入并构成本说明书的一部分，附图图示了本发明的实施例并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1为根据本发明的一个实施例的具有凸轮旋转延迟功能的断路器的内部正视图；

图2为示出了辅助凸轮依靠图1的凸轮延迟机构的接触状态的立体视图；

图3为示出了由图2的凸轮延迟机构引起的凸轮的延迟状态的视图；

图4为图2的凸轮延迟机构的分解立体视图；

图5为示出了从图1的状态起完全合闸的状态的视图；

图6为根据本发明的另一个实施例的具有凸轮旋转延迟功能的断路器的内部正视图；以及

图7为图6的阻尼器的截面图。

具体实施方式

现在将结合附图对根据本发明的优选实施例的具有凸轮旋转功能的断路器进行详细地描述。

如图1和图2所示，根据本发明的一个实施例的具有凸轮旋转延迟功能的断路器可以具有板100、合闸弹簧105、驱动杆110、凸轮115、辅助凸轮120、连杆机构130、接线端140、活动触点135以及凸轮延迟机构150。

此处，板100可以成对地彼此间隔设置。图1和图2示出了处于分离状态下的一个板100。此处，可以布置合闸弹簧105，合闸弹簧105具有可旋转地结合到板100的下部的一个端部。可旋转地结合到板100上的可旋转环形板102可以结合到合闸弹簧105的左端上，并且可旋转地结合到驱动杆110上的凸轮103可以布置在合闸弹簧105的右端。

参考图1，驱动杆110可以具有可旋转地安装在板100上并且连接到合闸弹簧105的右端部的上部。驱动杆110可以构造为在合闸弹簧105被压缩的状态下沿顺时针方向旋转，并且在合闸弹簧105被拉长的状态下沿逆时针方向旋转。

同样，按压驱动杆110以旋转的凸轮115可以可旋转地安装在板110上。凸轮115可以通过外力沿顺时针方向旋转，以便按压安装在驱动杆110的左上部的轴承112。随着轴承112所接触的凸轮115的旋转半径增大，轴承112被向上推动，从而使驱动杆110能够沿顺时针方向旋转。

参考图2，辅助凸轮120可以连接到凸轮115上。辅助凸轮120可以安装在与凸轮115的旋转轴相同的旋转轴上以便与凸轮115共同旋转，并且形成具有比凸轮115的旋转半径大的旋转半径。辅助凸轮120可以与显示器进行物理合作，在显示器上直观地显示合闸弹簧105的压缩状态和拉长状态。

参考图1和图5，连杆机构可以设置有多个连杆，所述多个连杆通过肘节销131可旋转地安装在板100上并且以连接状态与驱动杆110肘接。连杆机构130可以包括与驱动杆110合作的三个连杆130a、130b和130c。在储能操作期间，驱动杆110顺时针旋转，因此合闸弹簧104被压缩，从而紧固一个连杆130a。在合闸操作时，当驱动杆110通过被压缩的合闸弹簧105的拉长而逆时针旋转时，其它两个连杆130b和130c可以朝紧固的一个连杆130a旋转。因此，允许连接到活动触点135上的支柱132沿顺时针方向旋转。连杆机构130为空气断路器的一个已知部件，因此将不对其详细的构造和操作进行说明。

通过与连杆机构130合作的支柱132朝接线端140旋转的活动触点135可以可旋转地布置在板100的一侧。当活动触点135响应于处于压缩(储能)状态下的合闸弹簧105的拉长而逆时针旋转时，活动触点135与连杆机构130合作以与接线端140接触。同样，支柱132通过分闸弹簧133的张力而沿逆时针方向旋转，以便活动触点135从接线端140分离。活动触点135从接线端140的分离可以允许施加到负载侧的电力被切断。

当合闸弹簧105从压缩状态被拉长时，凸轮115通过驱动杆110的轴承112而沿顺时针方向旋转，以便返回到刚好在储能操作之前的状态。此处，凸轮115应当在其越过合闸弹簧105之前通过由于合闸弹簧105的拉长而引起的轴承112的加压而旋转。如果合闸弹簧105施加过大的弹力，则凸轮115旋转超过180°。因此，凸轮可以旋转直到通过具有最短旋转半径的部分来支撑驱动杆110的轴承112。在驱动杆110的轴承112干扰凸轮115的顺时针旋转的状态下，驱动杆110不能再沿逆时针方向旋转，从而不能返回其初始位置。

因此，需要能够在凸轮响应于合闸弹簧105的拉长而旋转时延迟凸轮115的转速的构造。此处，还可以直接控制凸轮115的转速。通过降低结合到凸轮115上的辅助凸轮120的转速，能够控制凸轮115的转速以使其延迟。也就是说，凸轮延迟机构150可以安装在辅助凸轮120的上侧。凸轮延迟机构150可以与辅助凸轮120接触，以便将辅助凸轮120的转速延迟为凸轮115返回的旋转间隔。

此处，参考图2至图4，凸轮延迟机构150可以可旋转地安装在板100上，并且包括：延迟连杆151，其与辅助凸轮120接触；旋转销153，其插入延迟连杆151中以便结合到板100上，并且允许延迟连杆151旋转；以及延迟弹簧154，其安装在延迟连杆151与板100之间，用于弹性地支持延迟连杆151的旋转。旋转销153可以插入延迟连杆151的右侧以结合到板100上，并且延迟连杆151可以在与旋转销151结合的状态下旋转。此处，延迟连杆151可以包括容纳凹槽151a，并且延迟弹簧154可以包括锁紧在容纳凹槽151a中的第一止动器154a以及锁紧在板100中的第二止动器154b。

仍然参考图2和图4，延迟连杆151的顺时针旋转可以由延迟弹簧154来支持。延迟连杆151可以包括突出至插入辅助凸轮120的外周部中的支撑部152。支撑部152的端部可以形成为圆形，这便于在辅助凸轮120的插入部处的滑动运动。

仍然参考图2和图3，辅助凸轮120可以包括接触凹槽121，延迟连杆151的支撑部152可拆卸地插入接触凹槽121中，并且接触凹槽121形成为由支撑部152支撑。当辅助凸轮120旋转时，因为延迟连杆151的支撑部152处于插入接触凹槽121的状态中，所以辅助凸轮120的旋转可能被延迟连杆151中止。降低辅助凸轮120的转速直至支撑部151从接触凹槽121滑出至接触凹槽121的外周部。

也就是说，在从支撑部151沿接触凹槽121的内表面移动起至到达接触凹槽121的外周面的时间止的间隔内，使辅助凸轮120的旋转延迟。当驱动杆110通过合闸弹簧105的初始张力而旋转时，延迟连杆151可以用于阻碍凸轮115的旋转，以便防止凸轮115的过大旋转。同样，构成接触凹槽121的斜面可以形成为使得接触凹槽121的导轨面122一侧的斜面倾斜得更厉害。此处，形成在接触凹槽121的上部的导轨面122可以确保支撑部152平滑地运动到凸轮115的外周部。

同时，辅助凸轮120可以安装在旋转轴125的两侧。辅助凸轮120可以设置有结合孔123，凸轮115结合到结合孔123上。结合孔123可以沿凸轮115的中心部形成。凸轮115可以设置有插入结合孔123中的插入突起(insertion protrusion)116。凸轮115和辅助凸轮120可以通过插入突起116和适于凸轮115的形状布置的结合孔123牢固地结合，从而经受由驱动杆110的轴承112施加的压力。

同样地，辅助凸轮112的旋转能够通过支撑在辅助凸轮120的接触凹槽121处的延迟连杆151而延迟，并且结合到辅助凸轮120上的凸轮115的旋转可以共同地被延迟。

图6为根据本发明的另一实施例的具有凸轮旋转延迟功能的断路器的内部正视图，而图7为图6的阻尼器的截面图。

如图6所示，执行合闸操作和储能操作的根据本发明的另一个实施例的具有凸轮旋转延迟功能的断路器可以包括板100、合闸弹簧105、驱动杆110、凸轮115、辅助凸轮120、连杆机构130、接线端140、活动触点135以及阻尼器155，阻尼器155用于减小合闸弹簧105的过度拉伸，其与前述实施例相比是进一步设置的。此处，板100、合闸弹簧105、驱动杆110、凸轮115、辅助凸轮120、连杆机构130、接线端140、活动触点135是与前述实施例中的部件相同的部件，因此对其进行的详细描述将被省略。

此处，阻尼器155可以构造为在合闸弹簧105被压缩时提供弱的阻尼力，而在合闸弹簧105被拉长时提供强的阻尼力，从而减小合闸弹簧105的急剧拉长的速度。例如，阻尼器155可以被认为类似于门阻尼器，门阻尼器安装在门的连杆结构中，以便允许门的快速打开及缓慢关闭。

参考图7，阻尼器155可以通过包括双管路156以及阻尼弹簧157构造而成，双管路156布置在合闸弹簧105内并且可滑动地彼此结合以被压缩和拉长，阻尼弹簧157布置在双管路156之间并且响应于双管路156的拉长而被压缩。也就是说，当合闸弹簧105被拉长时，双管路156被拉长，因此布置在双管路156之间的阻尼弹簧157被压缩。因此，降低了合闸弹簧105的拉长速度并且还降低了驱动杆110沿逆时针方向的转速。能够共同地降低由于连接到驱动杆110上的连杆构件130的旋转而引起的凸轮115的过大转速。因此，能够防止凸轮115的过度旋转干扰驱动杆110的旋转。

同样，阻尼器155可以构造为筒式阻尼器，其沿合闸弹簧105布置在合闸弹簧105的外侧或内侧并且包含用于阻尼的液体。

在根据本发明的一个实施例的具有凸轮旋转延迟功能的断路器中，用于延迟辅助凸轮的返回旋转的凸轮延迟机构设置在构造为随着凸轮旋转的辅助凸轮的圆周表面，以便防止凸轮的过度旋转，从而允许连杆机构的稳定且完全的肘接操作以及合闸弹簧的平滑返回，结果是确保了断路器的更稳定操作。

上述实施例及优点仅是示例性的，而不应解释为对本公开的限制。本教导能够容易地应用于其它类型的设备。本说明书旨在示意性的，而不是对权利要求范围的限制。多种可选方案、改进以及变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。在此描述的示例性实施例的特征、结构、方法以及其它特性可以通过多种方式组合，从而获得附加的和/或可选择的示例性实施例。

由于本特征可以在不与其特性相悖的情况下以多种形式来体现，因而还应当理解的是，除另有说明的情况之外，上述实施例不受上述说明书中的任何细节所限制，而应当在附随的权利要求所限定的范围内做广义地解释，因此落入权利要求的界限和范围内或者所述界限和范围的等价物之内的所有变化和改进旨在由附随的权利要求所包含。

Claims (11)

1.一种具有凸轮旋转延迟功能的断路器，所述断路器执行合闸操作和储能操作，所述断路器包括：

多个彼此间隔开的板；

合闸弹簧，其具有可旋转地结合到每个板上的一个端部；

驱动杆，其可旋转地安装在每个板上并且连接到所述合闸弹簧的另一个端部上，以便响应于所述合闸弹簧的压缩和拉长而旋转；

凸轮，其可旋转地安装在每个板上并且构造为按压所述驱动杆以旋转；

连杆机构，其具有多个连杆，所述多个连杆可旋转地安装在每个板上并且连接到所述驱动杆上用于操作；

活动触点，其可旋转地安装在每个板的一侧并且通过所述连杆机构的操作与接线端接触；以及

凸轮延迟机构，其安装在每个板上并且构造为减小由于所述合闸弹簧的恢复力而引起的凸轮的旋转力。

2.根据权利要求1所述的断路器，其中所述凸轮延迟机构包括延迟连杆，所述延迟连杆弹性可旋转地安装在每个板上并且构造为使所述凸轮的旋转延迟。

3.根据权利要求1所述的断路器，进一步包括辅助凸轮，所述辅助凸轮安装在与所述凸轮的旋转轴相同的旋转轴上以便与所述凸轮共同旋转，并且具有比所述凸轮的旋转半径大的旋转半径，

其中所述连杆机构的多个连杆依靠肘节销可旋转地安装在所述板之间，并且连接到所述驱动杆上以便被肘接。

4.根据权利要求3所述的断路器，其中所述凸轮延迟机构包括：

延迟连杆，其可旋转地安装在每个板上并且能够与所述辅助凸轮接触；

旋转销，其插入所述延迟连杆中以结合到所述板上，以便传递所述延迟连杆的旋转；以及

延迟弹簧，其安装在所述延迟连杆与每个板之间并且构造为弹性地支撑所述延迟连杆的旋转。

5.根据权利要求4所述的断路器，其中所述延迟连杆包括支撑部，所述支撑部突出地形成并且可滑动地插入所述辅助凸轮的外周部中。

6.根据权利要求4所述的断路器，其中所述延迟连杆与所述辅助凸轮的接触部形成为圆形。

7.根据权利要求4所述的断路器，其中所述延迟连杆包括容纳凹槽，其中所述延迟弹簧包括锁紧在所述容纳凹槽处的第一止动器以及锁紧在所述板处的第二止动器。

8.根据权利要求4所述的断路器，其中所述辅助凸轮包括接触凹槽，所述延迟连杆可拆卸地插入所述接触凹槽中。

9.根据权利要求3所述的断路器，其中所述辅助凸轮安装在所述旋转轴的两侧，并且设置有沿所述凸轮的中心部形成的结合孔，所述凸轮结合到所述结合孔。

10.一种具有凸轮旋转延迟功能的断路器，在执行合闸操作和储能操作的断路器中，所述断路器包括：

多个彼此间隔开的板；

合闸弹簧，其具有可旋转地结合到每个板上的一个端部；

阻尼器，其安装在所述合闸弹簧内并且与所述合闸弹簧被共同压缩和拉长以减小所述合闸弹簧的恢复力；

驱动杆，其可旋转地安装在每个板上并且连接到所述合闸弹簧的另一个端部上，以便响应于所述合闸弹簧的压缩和拉长而旋转；

凸轮，其可旋转地安装在每个板上并且构造为按压所述驱动杆以旋转；

辅助凸轮，其安装在与所述凸轮的旋转轴相同的旋转轴上以便与所述凸轮共同旋转，并且具有比所述凸轮的旋转半径大的旋转半径；

连杆机构，其具有多个连杆，所述多个连杆依靠肘节销可旋转地安装在所述板之间，并且连接到所述驱动杆上以便被肘接；以及

活动触点，其可旋转地安装在每个板的一侧并且能够通过所述连杆机构的操作与接线端接触。

11.根据权利要求10所述的断路器，其中所述阻尼器构造为双管路，所述双管路设置有响应于所述合闸弹簧的压缩和拉长而允许气体流动的通孔，所述双管路可滑动地彼此结合从而被压缩和拉长。

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