CN102157305B - 电气开关装置及其储能组件 - Google Patents

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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
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Abstract

本发明涉及一种电气开关装置及其储能组件。为电气开关装置如断路器(200)提供储能组件(100)。储能组件包括压缩臂(102)和储能凸轮(128)。压缩臂包括枢轴(104)和从枢轴向外延伸的、优选地成大致L形的第一和第二支腿(106，108)。配置在第一支腿(106)的第二端(114)处或附近的接合部(118)与储能凸轮的外凸轮面(130)协作。配置在第二支腿(108)的第二端(116)处或附近的成形接触面(120)包括与断路器闭合组件(210)的冲击构件(214)接合并使之运动以对闭合组件(210)的偏动元件(212)储能的第一边缘(122)，和第二边缘(124)。第二边缘相对于第一边缘成一角度(126)，并且构造成在偏动元件设置在储能位置时与冲击构件(214)接合。

Description

电气开关装置及其储能组件
相关申请的交叉引用
本申请与共同转让、同时提交的以下申请相关：
2009年9月16日提交的、名为“电气开关装置及其联接组件”的美国专利申请序列号No.12/560,807(代理机构卷号No.08-EDP-515)。
技术领域
所公开的构思一般涉及电气开关装置，更具体地涉及例如为断路器的电气开关装置。所公开的构思还涉及用于电气开关装置的储能(加载，charging)组件。
背景技术
电气开关装置如断路器为电气系统提供保护以免遭受电气故障状况，例如电流过载、短路、异常电压和其它故障状况。通常，断路器包括响应于例如由脱扣(跳闸)单元检测出的这类故障状况而打开电触点组件以中断流过电气系统的导体的电流的操作机构。
一些低压和中压断路器例如还采用由弹簧操作的能量储存组件。具体地，这些断路器的操作机构通常包括：具有便于电触点组件打开(例如，分离)的至少一个弹簧的打开(分闸)组件，包括使电触点组件闭合的一定数量的弹簧的闭合(合闸)组件，和用于使弹簧储能的储能机构。通过释放闭合组件的弹簧所储存的能量来闭合触点组件。弹簧由例如利用手动储能机构如储能手柄被手动操作的储能组件来储能，和/或利用由马达驱动的储能机构或其它适当的机电储能机构来自动地储能。
图1A-1D示出具有用于对一定数量的闭合弹簧11(在图1A-1D的侧视图中示出了一个)储能的弹性储能组件9的断路器1(部分地示出)的一个非限制性示例。弹性储能组件9包括储能凸轮13和压缩臂15，压缩臂15与储能凸轮13协作(配合)以压缩闭合弹簧11并由此对闭合弹簧11储能(见图1A)。压缩臂15响应于由闭合弹簧11对其施加的接触力而枢转(例如，从图1A-1D的角度、逆时针)。这样，由于压缩臂15和/或储能凸轮13的设计(例如而不限于，形状)，闭合弹簧11具有对压缩臂15产生较大量的转矩的作用。结果，压缩臂15与储能凸轮13曲率的较小变化间的相互作用不期望地导致较大的转矩变化。因而，必须对储能凸轮13的精确形状保持非常精密的控制，以控制弹性储能组件9的运动及最终控制闭锁负荷(例如，由闭合弹簧11施加给弹性储能组件9的联接(联动，linking)组件5的力)。
除其它缺点之外，缺点尤其在于，对储能凸轮几何形状的这种精密控制的要求会增加弹性储能组件9、特别是其储能凸轮13的制造成本，并且降低总体设计的健壮性，因为某些部件(例如而不限于，储能凸轮13；压缩臂15)在操作期间经受相当大的力，这会不期望地增大磨损和损耗。
因此，例如为断路器的电气开关装置及其储能组件存在改进的空间。
发明内容
这些及其它需求由所公开构思的实施例来满足，所述实施例涉及一种用于电气开关装置如断路器的储能组件。除其它优点之外，优点尤其在于，该储能组件包括构造成减小作用在该组件上的不期望的力、由此提高设计健壮性的储能凸轮和压缩臂。
作为所公开构思的一个方面，为电气开关装置提供一种储能组件。所述电气开关装置包括壳体、由壳体包封的可分离触点、和操作机构，操作机构构造成使可分离触点在与可分离触点分离对应的打开位置和与可分离触点电连接对应的闭合位置之间运动。操作机构包括联接组件和闭合组件。闭合组件包括偏动元件和与偏动元件联结的冲击构件。偏动元件可在储能位置和未储能位置之间运动。当偏动元件从储能位置运动到未储能位置时，冲击构件与联接组件接合并使联接组件运动，从而使可分离触点运动到闭合位置。储能组件包括：压缩臂，所述压缩臂包括枢轴、第一支腿和第二支腿，所述枢轴构造成将压缩臂可枢转地联结到电气开关装置的壳体，第一支腿和第二支腿的每一个都包括第一端和配置成与第一端相对并离开第一端的第二端，第一支腿的第一端配置在所述枢轴处或附近，第一支腿的第二端从所述枢轴沿第一方向向外延伸，第二支腿的第一端配置在所述枢轴处或附近，第二支腿的第二端从所述枢轴沿第二方向向外延伸；接合部，所述接合部配置在第一支腿的第二端处或附近；成形接触面，所述成形接触面配置在第二支腿的第二端处或附近，所述成形接触面包括第一边缘和相对于第一边缘成一角度的第二边缘；以及储能凸轮，所述储能凸轮构造成可枢转地联结到电气开关装置的壳体，所述储能凸轮包括外凸轮面，所述外凸轮面构造成与压缩臂的第一支腿的接合部协作。当所述储能凸轮枢转时，所述外凸轮面与第一支腿的接合部接合，从而使压缩臂绕所述枢轴枢转。响应于压缩臂绕所述枢轴枢转，第二支腿的成形接触面的第一边缘构造成与闭合组件的冲击构件接合和使冲击构件运动，从而使偏动元件从未储能位置朝储能位置运动。当偏动元件设置在储能位置时，第二支腿的成形接触面的第二边缘构造成与冲击构件接合。
第一支腿还可包括第一纵向轴线，所述第一纵向轴线从压缩臂的所述枢轴沿所述第一方向延伸穿过第一支腿的第二端，第二支腿还可包括第二纵向轴线，所述第二纵向轴线从压缩臂的所述枢轴沿所述第二方向延伸穿过第二支腿的第二端。第一纵向轴线可相对于第二纵向轴线成一角度，所述角度在大约80度到大约110度之间。压缩臂的第二支腿可配置成相对于压缩臂的第一支腿大体垂直以使得压缩臂具有大致L形的形状。
储能凸轮的外凸轮面可包括可变半径，其中所述可变半径包括最小半径点和最大半径点。所述可变半径可从最小半径点到最大半径点逐渐增大。当偏动元件设置在储能位置时，储能凸轮的最大半径点可构造成可与第一支腿的所述接合部协作，并且当闭合组件的偏动元件设置在未储能位置时，储能凸轮的最小半径点可构造成与压缩臂的第一支腿的所述接合部协作。储能凸轮的外凸轮面还可包括转换点，并且所述可变半径还可包括第一下坡和第二下坡，其中第一下坡设置在最大半径点和转换点之间，并且其中第二下坡设置在转换点和最小半径点之间。第二下坡可大于第一下坡。
作为所公开构思的另一个方面，一种电气开关装置包括：壳体；由壳体包封的可分离触点；操作机构，所述操作机构构造成使可分离触点在与可分离触点分离对应的打开位置和与可分离触点电连接对应的闭合位置之间运动；联接组件；闭合组件，所述闭合组件包括偏动元件和与偏动元件联结的冲击构件，所述偏动元件可在储能位置和未储能位置之间运动，当偏动元件从储能位置运动到未储能位置时，冲击构件与联接组件接合并使联接组件运动，从而使可分离触点运动到闭合位置；和储能组件，所述储能组件包括：压缩臂，所述压缩臂包括枢轴、第一支腿和第二支腿，所述枢轴将压缩臂可枢转地联结到壳体，第一支腿和第二支腿的每一个都包括第一端和配置成与第一端相对并离开第一端的第二端，第一支腿的第一端配置在所述枢轴处或附近，第一支腿的第二端从所述枢轴沿第一方向向外延伸，第二支腿的第一端配置在所述枢轴处或附近，第二支腿的第二端从所述枢轴沿第二方向向外延伸；接合部，所述接合部配置在第一支腿的第二端处或附近；成形接触面，所述成形接触面配置在第二支腿的第二端处或附近，所述成形接触面包括第一边缘和相对于第一边缘成一角度的第二边缘；以及储能凸轮，所述储能凸轮可枢转地联结到电气开关装置的壳体，所述储能凸轮包括外凸轮面，所述外凸轮面与压缩臂的第一支腿的接合部协作。当所述储能凸轮枢转时，所述外凸轮面与第一支腿的接合部接合，从而使压缩臂绕所述枢轴枢转。响应于压缩臂绕所述枢轴枢转，第二支腿的成形接触面的第一边缘与闭合组件的冲击构件接合和使冲击构件运动，从而使偏动元件从未储能位置朝储能位置运动。当偏动元件设置在储能位置时，第二支腿的成形接触面的第二边缘与冲击构件接合。
附图说明
在结合附图阅读时从下面对优选实施例的描述中可获得对所公开构思的充分理解，在附图中：
图1A是用于断路器的弹性储能组件的侧视图，示出处于储能和打开位置的弹性储能组件；
图1B是图1A的弹性储能组件的侧视图，变为示出处于打开和部分储能位置的弹性储能组件；
图1C是图1A的弹性储能组件的侧视图，变为示出处于未储能和闭合位置的弹性储能组件；
图1D是图1A的弹性储能组件的侧视图，变为示出处于未储能和打开位置的弹性储能组件；
图2A是根据所公开构思的实施例的储能组件的侧视图，示出处于储能和打开位置的储能组件；
图2B是图2A的储能组件的侧视图，变为示出处于打开和部分储能位置的储能组件；
图2C是图2A的储能组件的侧视图，变为示出处于未储能和闭合位置的储能组件；
图2D是图2A的储能组件的侧视图，变为示出处于未储能和打开位置的储能组件；以及
图3是采用了根据所公开构思的实施例的储能组件的断路器的一部分的侧视图。
附图标记列表
1 断路器
3 操作机构
5 联接组件
7 极轴
9 弹性储能组件
11 闭合弹簧
13 储能凸轮
15 压缩臂
100 储能组件
102 压缩臂
104 枢轴
106 第一支腿
108 第二支腿
110 第一支腿的第一端
112 第二支腿的第一端
114 第一支腿的第二端
116 第二支腿的第二端
118 接合部
120 成形接触面
122 第一边缘
124 第二边缘
126 角度
128 储能凸轮
130 外凸轮面
132 第一纵向轴线
134 第二纵向轴线
136 轴线之间的角度
138 可变半径
140 最小半径点
142 最大半径点
144 转换点
146 第一下坡
148 第二下坡
150 凸部
160 力矩臂
152 凹部
170 力矩臂
200 电气开关装置
202 壳体
204 可分离触点
206 操作机构
208 D轴
210 闭合组件
212 偏动元件
214 冲击构件
216 圆形突出部
218 外凸部
220 侧板
222 极轴
300 联接组件
302 斧形件
304 斧形件的第一边缘
306 斧形件的第二边缘
308 斧形件的弓形部
310 支架
312 支架的第一端
314 支架的第二端
316 支架的中间部分
318 闭锁板
320 突出部
322 闭锁联接件
324 肘接组件
326 第一联接元件
328 第二联接元件
330 第一联接元件的第一端
332 第一联接元件的第二端
334 第二联接元件的第一端
336 第二联接元件的第二端
338 闭锁联接件的第一部分
340 闭锁联接件的第二部分
342 闭锁联接件的第一纵向轴线
344 闭锁板的第二纵向轴线
346 角度
348 驱动联接件
350 第一联接元件的第一纵向轴线
352 第二联接元件的第二纵向轴线
354 角度
356 枢轴
360 箭头
362 角度
具体实施方式
本文所用的方向用语例如左、右、顺时针、逆时针以及它们的派生用语与图中所示的元件的取向有关，并且不对权利要求构成限制，除非在本文中明确说明。
如本文所用，术语“偏动元件”是指任何已知的或适当的能量储存机构，例如而不限于，弹簧和缸体(例如而不限于，液压缸；气动缸)。
如本文所用，术语“下坡”是指在从外凸轮面上的一个预定位置(例如而不限于，最大半径点)运动到外凸轮面上的另一个预定位置(例如而不限于，转换点)时所公开的储能凸轮的外凸轮面的减小的半径。
如本文所用，关于两个或更多个部分“联结”在一起的叙述是指各部分直接地接合在一起或通过一个或多个中间部分接合在一起。
如本文所用，术语“数量”是指1或大于1的整数(即多个)。
图2A-3示出用于电气开关装置如断路器200(在图3中用假想线图以简化形式部分地示出)的储能组件100。如图3中的简化形式所示，断路器200包括壳体202(以假想线图部分地示出)、由壳体202包封的可分离触点204(以简化形式示出)、和操作机构206(以简化形式示出)。操作机构206构造成使可分离触点204在与可分离触点204分离对应的打开位置和与可分离触点204电连接对应的闭合位置之间运动。操作机构206包括联接组件300和闭合组件210。闭合组件210包括偏动元件，例如而不限于此处所示和所述的弹簧212。然而，应认识到，可采用任何已知的或适当的替换数量、类型和/或构型的偏动元件而不会脱离所公开构思的范围。
如所示，冲击构件214联结到弹簧212，并且可与弹簧212一起在图2A所示的弹簧212被压缩的储能位置与图2C和2D所示的弹簧212伸展的未储能位置之间运动。当弹簧212从图2A的储能位置运动到未储能位置时，如图2C所示，冲击构件214与联接组件300(下面将更详细地描述)接合并使联接组件300运动，由此使可分离触点204(图3)运动到前述闭合位置。
示例性的储能组件100包括通过枢轴104与断路器200的壳体202可枢转地联结的压缩臂102。更具体地，压缩臂102、特别是其枢轴104优选地枢转联结到侧板220，侧板220又联结到断路器壳体的一部分，如图3中的简化形式所示。因此，应认识到，断路器可包括多于一个的侧板(仅示出了一个侧板220)，并且如所示，闭合组件210基本上配置在相应的一个侧板220上。
压缩臂102包括具有相对的第一端和第二端110、112的第一支腿106，和具有相对的第一端和第二端114、116的第二支腿108。更具体地，第一支腿106的第一端110配置在压缩臂102的枢轴104处或附近，而第一支腿106的第二端112从枢轴104沿第一方向向外延伸。类似地，如所示，第二支腿108的第一端114配置在压缩臂102的枢轴104处或附近，而第二端116从枢轴104沿第二方向向外延伸，第二方向与第一支腿106的第一方向不同。在此处所示和所述的示例中，第一支腿包括从压缩臂102的枢轴104沿第一方向延伸穿过第一支腿106的第二端112的第一纵向轴线132，第二支腿108包括从枢轴104沿第二方向延伸穿过第二支腿108的第二端116的第二纵向轴线134，如图2A所示。优选地，第一支腿106的第一纵向轴线132相对于第二支腿108的第二纵向轴线134成在约80度到约110度之间的角度136。更优选地，如所示，压缩臂102的第二支腿108配置成大体垂直于第一支腿106，以使得压缩臂102具有大致L形。因此，可认识到，随着示例性的压缩臂102的支腿106、108从压缩臂102的枢轴104向外延伸，它们基本上是直的，而不像已知的压缩臂(例如见图1A-1D的压缩臂15)那样，已知的压缩臂不是基本上直的，而是包括一定数量的较大的弧形部或弯曲部(例如见图1A-1D中的压缩臂15的第一支腿的弯曲部)。
储能组件100还包括配置在第一支腿106的第二端112处或附近的接合部118，和配置在第二支腿108的第二端116处或附近的成形接触面120。示例性的成形接触面120包括第一边缘122和相对于第一边缘122成角度126(见图2B)的第二边缘124。优选地，第一边缘和第二边缘122、124之间的角度126(图2B)小于90度。示例性的压缩臂102的第二支腿108的成形接触面120还包括配置在成形接触面120的第一边缘和第二边缘122、124之间的凸部150，由此提供边缘122、124之间的较平滑的过渡。凸部150与闭合组件的冲击构件214的圆形突出部216协作，圆形突出部216也具有外凸部218。具体地，随着断路器闭合组件210的弹簧212从未储能位置(图2C和2D)运动到图2A的储能位置(也见图2B的部分储能位置)，压缩臂的成形接触面120的凸部150与冲击构件的圆形突出部216(例如而不限于枢销)的外凸部218接合以使之移动并压缩(例如，储能)弹簧212。换言之，第二支腿108的两个边缘122、124对于储能弹簧212的力产生差别很大的(绕枢轴140的)力矩臂。例如而不限于，分别参见图2A和2B的力矩臂160和170。与第二边缘124的力矩臂160(图2A)相比，第一边缘122的力矩臂170(图2B)绕枢轴140产生大得多的转矩，且由此在第一支腿106与储能凸轮128之间产生更大的力。因此，当断路器200被完全储能时(图2A)，所产生的使压缩臂102转动的转矩的量变得小很多。由于产生的力更小，储能凸轮128的形状有利地对凸轮轴转矩具有更小的绝对影响。在此进一步描述该形状敏感度降低的其它优点。例如而不限于，作用在凸轮轴上的力减小，这也导致联接组件300的负荷减小(下面描述)。
储能组件100还包括储能凸轮128。优选地，如所示，储能凸轮128在压缩臂102附近可枢转地联结到断路器壳体202的侧板220。储能凸轮128包括外凸轮面130，其与压缩臂102的第一支腿106的接合部118协作以便于储能组件100的操作，如现在将要更详细地描述的那样。具体地，当储能凸轮128枢转(例如，沿图2A和2B所示的箭头的方向、逆时针)时，外凸轮面130与压缩臂102的第一支腿106的接合部118接合，从而使压缩臂102绕枢轴104枢转(例如，从图2A-3的角度、顺时针)。响应于压缩臂102绕该枢轴104枢转，如图2B所示，第二支腿108的成形接触面120的第一边缘122与断路器闭合组件210的冲击构件214接合并使之运动。这继而使闭合组件210的弹簧212从图2C和2D的未储能位置朝图2A的储能位置运动。当弹簧212设置在储能位置时，如图2A所示，压缩臂102的第二支腿108的接触面120的第二边缘124与冲击构件214接合。
因此，可认识到，压缩臂102的成形接触面120的独特构型结合所公开的储能组件100的改进的储能凸轮128(下面更详细地描述)通过减小作用在压缩臂102上的转矩的量而克服了与已知的储能组件(例如见图1A-1D的储能组件1)有关的缺点。结果，对压缩臂102和储能凸轮128的磨损和损耗减小，并且储能组件设计的健壮性得以改善。此外，非常精密地控制储能凸轮的几何形状以求尽量减小这种过大转矩的必要性被有利地最小化。这样，与储能组件100相关的制造成本降低。
如在图2A中最佳地示出，示例性的压缩臂102的第二支腿108还包括凹部152。具体地，如所示，凹部152配置在第二支腿108的成形接触面120的第一边缘122上。因此，如图2D所示，当储能凸轮128枢转而最初使压缩臂102运动成与断路器闭合组件210的冲击构件214接合时，压缩臂102的凹部152与闭合组件的冲击构件214的圆形突出部216(例如而不限于，枢销)的外凸部218协作(例如，接合)。
再次参照储能组件100的储能凸轮128，可认识到，储能凸轮128的外凸轮面130具有可变半径138。具体地，可变半径138包括最小半径点140和最大半径点142，其中可变半径138从最小半径点140到最大半径点142逐渐增大。因此，在操作中，当断路器闭合组件210的弹簧212设置在储能位置时，如图2A所示，储能凸轮128的最大半径点142与压缩臂102的第一支腿106的接合部118协作(例如，接合)。然后，当闭合组件210的弹簧212设置在未储能位置时，如图2C所示，储能凸轮128的外凸轮面130上的最小半径点140与压缩臂102的第一支腿106的接合部118协作(例如，接合)。
储能凸轮128的外凸轮面130还包括转换点144，使得可变半径138具有设置在最大半径点142和转换点144之间的第一下坡146，以及设置在转换点144和最小半径点140之间的第二下坡148。优选地，如所示，第二下坡148比第一下坡146大。换言之，外凸轮面130的半径在从最大半径点146到转换点144的第一下坡146的区域内更缓和地减小，而外凸轮面130的半径在转换点144的相对侧在第二下坡148的区域内更快地转变(例如，减小)。结果，例如通过在断路器闭合组件210的弹簧212被储能时经由外凸轮面130与压缩臂102的接合部118的受控的相互作用来控制部件102、128之间的转矩的量，有利地改善了储能组件100的操作，特别是储能凸轮128与压缩臂102的接合部118的协作。
现在将继续参照图2A-3更详细地描述前述的联接组件300。应认识到，尽管在此是结合前述的储能组件100示出和描述了联接组件300，但是例如而不限于，所公开的联接组件300也可在不需要这种组件的任何已知的或适当的替换电气开关装置(未示出)中被独立地采用。
示例性的联接组件300包括斧形件302，斧形件302具有第一边缘和第二边缘304、306以及在第一边缘和第二边缘之间延伸的弓形部308。斧形件302可在如图2A(以实线图示出)、2C和3所示的闭锁位置与在图2A中以假想线图部分地示出(也在图2B和2D中示出)的解锁位置之间运动。更具体地，斧形件302与D轴208协作，D轴208优选地从前述的断路器侧板220向外延伸，并且可在第一位置和第二位置之间运动(例如，可枢转)。当斧形件302设置在闭锁位置时，D轴208设置在第一位置，使得斧形件302的第一边缘304与D轴208接合，从而将斧形件302保持在如图2A(以实线图示出)、2C和3所示的位置。当D轴208例如响应于故障状况而枢转到第二位置时，D轴208枢转成不与斧形件302的第一边缘304接合，使得斧形件302相对于D轴208枢转以对联接组件300解锁，如图2B和2D所示。
联接组件300还包括支架(cradle)310，支架310具有相对的第一端312和第二端314(都在图2A和2B中示出)以及配置在它们之间的中间部分316(图2A和2B)。闭锁板318与断路器壳体202可枢转地联结并包括突出部，在此处所示和所述的示例中该突出部为滚子320。如下面将要更详细描述的那样，滚子320与斧形件302协作。如所示，闭锁联接件322配置在支架310和闭锁板318之间并与它们可枢转地联结。肘接组件324包括第一和第二联接元件326、328。如图2A、2B和3所示，第一联接元件326的第一和第二端330、332分别与断路器极轴222和第二联接元件328的第一端334可枢转地联结，而第二联接元件328的第二端336与支架310可枢转地联结。
除其它优点之外，所公开的联接组件300的闭锁板318和闭锁联接件322的优点尤其在于可提供额外的减力级，其减小与响应于故障状况而脱开断路器200(图3)相关的力。与已知的联接组件(例如见图1A-1D的联接组件5)相比，这些部件(例如而不限于，318、322)在特定情况下还有效地分开斧形件302和支架310(下面描述)，从而在联接组件300的部件之间提供更能接受的运动和构型(例如而不限于，肘接组件324的第一和第二联接元件326、328之间的角度和运动；斧形件302的摆动或运动的程度)。这又使得断路器200(图3)能采用较小的或常规的附件(未示出)，因为相关的脱扣力被联接组件300有利地减小。这还使得断路器200(图3)的总体尺寸能减小。
如所示，例如，在图2A和2B中，示例性的闭锁联接件322包括与支架310的中间部分316联结的第一部分338，和在闭锁板318的滚子320处或附近与闭锁板318可枢转地联结的第二部分340。滚子320从闭锁板318向外延伸，使得当斧形件302朝图2A、2C和3的闭锁位置运动时，斧形件302的弓形部308与滚子320接合，从而使闭锁联接件322与闭锁板318一起运动。换言之，在这种情况下，闭锁板318与闭锁联接件322共同一起而不是相对于彼此独立地运动。结果，响应于斧形件302、特别是其弓形部308与滚子320接合以及使闭锁联接件322与闭锁板318一起运动，斧形件302的运动基本上直接转移成支架310的运动。另一方面，当斧形件302设置在图2B和2D的解锁位置时，斧形件302与滚子320脱开接合，使得闭锁板318相对于闲锁联接件322运动，从而使斧形件302的运动基本上与支架310的运动分开。这是一种独特的设计，其完全不同于已知的单个闭锁元件设计(例如见图1A-1D的联接组件5的斧形件21与支架25之间的单个闭锁元件23)。具体地，这种分开功能使得联接组件300能进行充分的运动以产生必要的脱扣力，同时在断路器壳体202(在图3中以假想线图部分地示出)内占用较小的空间。
继续参照图2A和2B，可认识到，闭锁联接件322包括第一纵向轴线342，闭锁板318包括第二纵向轴线344。当斧形件302设置在闭锁位置时(图2A)，闭锁联接件322的第一纵向轴线342相对于闭锁板318的第二纵向轴线344成大约180度的角度346，如图2A所示。当斧形件302设置在解锁位置时(图2B)，闭锁联接件322的第一纵向轴线342相对于闭锁板318的第二纵向轴线344成大约90度到大约160度之间的角度346。
因此，可认识到，所公开的联接组件300的斧形件302、支架310、闭锁板318、闭锁联接件322和肘接组件324优选地共同协作以实现至少四级减力，以减小例如响应于故障状况而脱开可分离触点204(在图3中以简化形式示出)所需的前述脱扣力。具体地，如图2C和2D所示，在此所示和所述的非限制示例性的联接组件300包括设置在驱动联接件348和断路器极轴222之间的第一减力级，设置在极轴222、肘接组件324的第一联接元件326、肘接组件324的第二联接元件328和支架310之间的第二减力级，设置在支架310、闭锁联接件322和闭锁板318之间的第三减力级，和设置在闭锁板318的突出部(例如，滚子320)和斧形件302之间的第四减力级。在联接组件300设置在闭锁和解锁位置时各级(例如，1-4级)的相对位置分别在图2C和2D中标记和示出。
再次参照图2A，可认识到，肘接组件324的第一联接元件326包括第一纵向轴线350，肘接组件324的第二联接元件328包括第二纵向轴线352。当斧形件302被闭锁且可分离触点204(图3)设置在与图2A对应的打开位置时，第一联接元件326的第一纵向轴线350相对于第二联接元件328的第二纵向轴线352形成大约90度的角度354。另外，如前所述，所公开的联接组件300的斧形件302与已知的联接组件设计(例如见图1A-1D的联接组件5)的斧形件(例如见图1A-1D的斧形件21)相比有利地运动(例如，枢转)较小的距离。例如，将在图2A中以实线图示出的斧形件302的位置(对应于闭锁位置)与以假想线图部分地示出的斧形件302的位置(对应于解锁位置)相比，斧形件302枢转一距离362，该距离优选地小于大约30度。因此，所公开的斧形件302比已知的斧形件例如图1A-1D的斧形件21运动(例如，枢转)得小很多，其中斧形件21在从图1A和1C的闭锁位置运动到图1D的完全解锁位置时枢转超过40度。这种减小的斧形件运动允许联接组件具有比较紧凑的设计，这继而使得断路器200(图3)的总体尺寸能够有利地减小。
所公开的联接组件300的斧形件302可进一步区别于现有技术设计之处在于，斧形件302的弓形部308从将斧形件302可枢转地联结到壳体202的枢轴356沿大体背离断路器极轴222的方向向外延伸。换言之，斧形件302向上延伸(从图2A-3的角度)，这与已知斧形件(例如见图1A-1D的斧形件21，其大体向下延伸)的构型大体相反。此外，当斧形件302从图2A、2C和3的闭锁位置运动到图2B和2D的解锁位置时，其沿图2A的箭头360的方向绕枢轴356顺时针枢转。这也与图1A-1D的斧形件21在其从闭锁位置(图1A和1C)运动到解锁位置(图1B和1D)时枢转的方向(例如，从图1A-1D的角度、逆时针)相反。
因此，所公开的联接组件300提供了一种尽量减小其部件(例如，斧形件302；支架310；闭锁板318；闭锁联接件322；肘接组件324)的相对运动的、比较紧凑的设计。这有利地使得断路器(图3)的总体尺寸能够减小。此外，在需要时，联接组件300使斧形件302与支架310分开，并提供额外的减力级(例如，图2C和2D所示的第四减力级)以有利地减小断路器200(图3)承受的脱扣力。
尽管已详细描述了所公开构思的具体实施例，但本领域技术人员应认识到，可根据本公开的总体教导作出这些细节的各种变型和替换。因此，所公开的特定配置仅仅是例示性的而非限制所公开构思的范围，所公开构思的范围由所附权利要求及其任意和所有等同物的完整范围给定。

Claims (20)

1.一种用于电气开关装置(200)的储能组件(100)，所述电气开关装置(200)包括壳体(202)、由所述壳体(202)包封的可分离触点(204)，和操作机构(206)，所述操作机构构造成使所述可分离触点(204)在与所述可分离触点(204)分离对应的打开位置和与所述可分离触点(204)电连接对应的闭合位置之间运动，所述操作机构(206)包括联接组件(300)和闭合组件(210)，所述闭合组件(210)包括偏动元件(212)和与所述偏动元件(212)联结的冲击构件(214)，所述偏动元件(212)可在储能位置和未储能位置之间运动，当所述偏动元件(212)从所述储能位置运动到所述未储能位置时，所述冲击构件(214)与所述联接组件(300)接合并使所述联接组件(300)运动，从而使所述可分离触点(204)运动到所述闭合位置，所述储能组件(100)包括：
压缩臂(102)，所述压缩臂包括枢轴(104)、第一支腿(106)和第二支腿(108)，所述枢轴构造成将所述压缩臂(102)可枢转地联结到所述电气开关装置(200)的壳体(202)，所述第一支腿(106)和所述第二支腿(108)的每一个都包括第一端(110，114)和配置成与所述第一端(110，114)相对并离开所述第一端的第二端(112，116)，所述第一支腿(106)的第一端(110)配置在所述枢轴(104)处，所述第一支腿(106)的第二端(112)从所述枢轴(104)沿第一方向向外延伸，所述第二支腿(108)的第一端(114)配置在所述枢轴(104)处，所述第二支腿(108)的第二端(116)从所述枢轴(104)沿第二方向向外延伸；
接合部(118)，所述接合部配置在所述第一支腿(106)的第二端(112)处；
成形接触面(120)，所述成形接触面配置在所述第二支腿(108)的第二端(116)处，所述成形接触面(120)包括第一边缘(122)和相对于所述第一边缘(122)成一角度(126)的第二边缘(124)；以及
储能凸轮(128)，所述储能凸轮构造成可枢转地联结到所述电气开关装置(200)的壳体(202)，所述储能凸轮(128)包括外凸轮面(130)，所述外凸轮面构造成与所述压缩臂(102)的所述第一支腿(106)的所述接合部(118)协作，
其中，当所述储能凸轮(128)枢转时，所述外凸轮面(130)与所述第一支腿(106)的所述接合部(118)接合，从而使所述压缩臂(102)绕所述枢轴(104)枢转，
其中，响应于所述压缩臂(102)绕所述枢轴(104)枢转，所述第二支腿(108)的所述成形接触面(120)的第一边缘(122)构造成与所述闭合组件(210)的所述冲击构件(214)接合和使所述冲击构件运动，从而使所述偏动元件(212)从所述未储能位置朝所述储能位置运动，并且
其中，当所述偏动元件(212)设置在所述储能位置时，所述第二支腿(108)的所述成形接触面(120)的第二边缘(124)构造成与所述冲击构件(214)接合。
2.如权利要求1所述的储能组件(100)，其特征在于，所述第一支腿(106)还包括第一纵向轴线(132)，所述第一纵向轴线从所述压缩臂(102)的所述枢轴(104)沿所述第一方向延伸穿过所述第一支腿(106)的第二端(112)；所述第二支腿(108)还包括第二纵向轴线(134)，所述第二纵向轴线从所述压缩臂(102)的所述枢轴(104)沿所述第二方向延伸穿过所述第二支腿(108)的第二端(116)；所述第一纵向轴线(132)相对于所述第二纵向轴线(134)成一角度(136)；并且所述角度(136)在80度到110度之间。
3.如权利要求2所述的储能组件(100)，其特征在于，所述压缩臂(102)的所述第二支腿(108)配置成相对于所述压缩臂(102)的所述第一支腿(106)垂直以使得所述压缩臂(102)具有L形的形状。
4.如权利要求1所述的储能组件(100)，其特征在于，所述储能凸轮(128)的外凸轮面(130)包括可变半径(138)；所述可变半径(138)包括最小半径点(140)和最大半径点(142)；所述可变半径(138)从所述最小半径点(140)到所述最大半径点(142)逐渐增大；当所述偏动元件(212)设置在所述储能位置时，所述储能凸轮(128)的最大半径点(142)构造成可与所述第一支腿(106)的所述接合部(118)协作；并且，当所述闭合组件(210)的所述偏动元件(212)设置在所述未储能位置时，所述储能凸轮(128)的最小半径点(140)构造成与所述压缩臂(102)的所述第一支腿(106)的所述接合部(118)协作。
5.如权利要求4所述的储能组件(100)，其特征在于，所述储能凸轮(128)的外凸轮面(130)还包括转换点(144)；所述可变半径(138)还包括第一下坡(146)和第二下坡(148)；所述第一下坡(146)设置在所述最大半径点(142)和所述转换点(144)之间；并且所述第二下坡(148)设置在所述转换点(144)和所述最小半径点(140)之间。
6.如权利要求5所述的储能组件(100)，其特征在于，所述第二下坡(148)大于所述第一下坡(146)。
7.如权利要求1所述的储能组件(100)，其特征在于，所述压缩臂(102)的所述第二支腿(108)的所述成形接触面(120)还包括凸部(150)，所述凸部配置在所述成形接触面(120)的第一边缘(122)和所述成形接触面(120)的第二边缘(124)之间；并且所述第一边缘(122)和所述第二边缘(124)之间的所述角度(126)小于90度。
8.如权利要求7所述的储能组件(100)，其特征在于，所述闭合组件(210)的所述冲击构件(214)包括具有外凸部(218)的圆形突出部(216)；并且，当所述偏动元件(212)从所述未储能位置运动到所述储能位置时，所述成形接触面(120)的所述凸部(150)构造成与所述圆形突出部(216)的外凸部(218)协作。
9.如权利要求8所述的储能组件(100)，其特征在于，所述压缩臂(102)的所述第二支腿(108)还包括凹部(152)；所述凹部(152)配置在所述第二支腿(108)的所述成形接触面(120)的第一边缘(122)上；并且，当所述储能凸轮(128)枢转以最初使所述压缩臂(102)运动成与所述闭合组件(210)的所述冲击构件(214)接合时，所述压缩臂(102)的所述凹部(152)构造成与所述冲击构件(214)的所述圆形突出部(216)的外凸部(218)协作。
10.一种电气开关装置(200)，包括：
壳体(202)；
由所述壳体(202)包封的可分离触点(204)；
操作机构(206)，所述操作机构构造成使所述可分离触点(204)在与所述可分离触点(204)分离对应的打开位置和与所述可分离触点(204)电连接对应的闭合位置之间运动；
联接组件(300)；
闭合组件(210)，所述闭合组件包括偏动元件(212)和与所述偏动元件(212)联结的冲击构件(214)，所述偏动元件(212)可在储能位置和未储能位置之间运动，当所述偏动元件(212)从所述储能位置运动到所述未储能位置时，所述冲击构件(214)与所述联接组件(300)接合并使所述联接组件(300)运动，从而使所述可分离触点(204)运动到所述闭合位置；和
储能组件(100)，所述储能组件包括：
压缩臂(102)，所述压缩臂包括枢轴(104)、第一支腿(106)和第二支腿(108)，所述枢轴将所述压缩臂(102)可枢转地联结到所述壳体(202)，所述第一支腿(106)和所述第二支腿(108)的每一个都包括第一端(110，114)和配置成与所述第一端(110，114)相对并离开所述第一端的第二端(112，116)，所述第一支腿(106)的第一端(110)配置在所述枢轴(104)处，所述第一支腿(106)的第二端(112)从所述枢轴(104)沿第一方向向外延伸，所述第二支腿(108)的第一端(114)配置在所述枢轴(104)处，所述第二支腿(108)的第二端(116)从所述枢轴(104)沿第二方向向外延伸，
接合部(118)，所述接合部配置在所述第一支腿(106)的第二端(112)处，
成形接触面(120)，所述成形接触面配置在所述第二支腿(108)的第二端(116)处，所述成形接触面(120)包括第一边缘(122)和相对于所述第一边缘(122)成一角度(126)的第二边缘(124)，以及
储能凸轮(128)，所述储能凸轮可枢转地联结到所述电气开关装置(200)的壳体(202)，所述储能凸轮(128)包括外凸轮面(130)，所述外凸轮面与所述压缩臂(102)的所述第一支腿(106)的所述接合部(118)协作，
其中，当所述储能凸轮(128)枢转时，所述外凸轮面(130)与所述第一支腿(106)的所述接合部(118)接合，从而使所述压缩臂(102)绕所述枢轴(104)枢转，
其中，响应于所述压缩臂(102)绕所述枢轴(104)枢转，所述第二支腿(108)的所述成形接触面(120)的第一边缘(122)与所述闭合组件(210)的所述冲击构件(214)接合和使所述冲击构件运动，从而使所述偏动元件(212)从所述未储能位置朝所述储能位置运动，并且
其中，当所述偏动元件(212)设置在所述储能位置时，所述第二支腿(108)的所述成形接触面(120)的第二边缘(124)与所述冲击构件(214)接合。
11.如权利要求10所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所述储能组件(100)的所述压缩臂(102)的所述第一支腿(106)还包括第一纵向轴线(132)，所述第一纵向轴线从所述压缩臂(102)的所述枢轴(104)沿所述第一方向延伸穿过所述第一支腿(106)的第二端(112)；所述第二支腿(108)还包括第二纵向轴线(134)，所述第二纵向轴线从所述压缩臂(102)的所述枢轴(104)沿所述第二方向延伸穿过所述第二支腿(108)的第二端(116)；所述第一纵向轴线(132)相对于所述第二纵向轴线(134)成一角度(136)；并且所述角度(136)在80度到110度之间。
12.如权利要求11所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所述压缩臂(102)的所述第二支腿(108)配置成相对于所述压缩臂(102)的所述第一支腿(106)垂直以使得所述压缩臂(102)具有L形的形状。
13.如权利要求10所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所述储能组件(100)的所述储能凸轮(128)的外凸轮面(130)包括可变半径(138)；所述可变半径(138)包括最小半径点(140)和最大半径点(142)；所述可变半径(138)从所述最小半径点(140)到所述最大半径点(142)逐渐增大；当所述偏动元件(212)设置在所述储能位置时，所述储能凸轮(128)的最大半径点(142)与所述第一支腿(106)的所述接合部(118)协作；并且，当所述闭合组件(210)的所述偏动元件(212)设置在所述未储能位置时，所述储能凸轮(128)的最小半径点(140)与所述压缩臂(102)的所述第一支腿(106)的所述接合部(118)协作。
14.如权利要求13所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所述储能凸轮(128)的外凸轮面(130)还包括转换点(144)；所述可变半径(138)还包括第一下坡(146)和第二下坡(148)；所述第一下坡(146)设置在所述最大半径点(142)和所述转换点(144)之间；并且所述第二下坡(148)设置在所述转换点(144)和所述最小半径点(140)之间。
15.如权利要求14所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所述第二下坡(148)大于所述第一下坡(146)。
16.如权利要求10所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所述储能组件(100)的所述压缩臂(102)的所述第二支腿(108)的所述成形接触面(120)还包括凸部(150)，所述凸部配置在所述成形接触面(120)的第一边缘(122)和所述成形接触面(120)的第二边缘(124)之间；并且所述第一边缘(122)和所述第二边缘(124)之间的所述角度(126)小于90度。
17.如权利要求16所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所述闭合组件(210)的所述冲击构件(214)包括具有外凸部(218)的圆形突出部(216)；并且，当所述偏动元件(212)从所述未储能位置运动到所述储能位置时，所述成形接触面(120)的所述凸部(150)与所述圆形突出部(216)的外凸部(218)协作。
18.如权利要求17所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所述储能组件(100)的所述压缩臂(102)的所述第二支腿(108)还包括凹部(152)；所述凹部(152)配置在所述第二支腿(108)的所述成形接触面(120)的第一边缘(122)上；并且，当所述储能凸轮(128)枢转以最初使所述压缩臂(102)运动成与所述闭合组件(210)的所述冲击构件(214)接合时，所述压缩臂(102)的所述凹部(152)与所述冲击构件(214)的所述圆形突出部(216)的外凸部(218)协作。
19.如权利要求10所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所述闭合组件(210)的所述偏动元件(212)为至少一个弹簧(212)；当所述至少一个弹簧(212)设置在所述储能位置时，所述至少一个弹簧(212)被压缩；当所述至少一个弹簧(212)设置在所述未储能位置时，所述至少一个弹簧(212)被伸展；并且所述至少一个弹簧(212)将所述闭合组件(210)的所述冲击构件(214)偏压成趋于与所述联接组件(300)接合。
20.如权利要求10所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所述电气开关装置为断路器(200)；所述断路器(200)的壳体(202)包括一定数量的侧板(220)；所述闭合组件(210)配置在所述侧板(220)中相应的一个侧板上；并且所述储能组件(100)的所述储能凸轮(128)和所述储能组件(100)的所述压缩臂(102)的所述枢轴(104)可枢转地联结到所述侧板(220)中所述相应的一个侧板。
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