CN1295832C - 凸轮板及使用该凸轮板的抽出式机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于模制外壳断路器的抽出式装置。断路器插入式系统通常包括一个插入式基座，抽出式机构固定在该基座上。该基座包括一块右板和一块左板。断路器可在右板和左板之间运动，并利用抽出式机构的动作可缩回地连接在插入式基座上。本发明的抽出式机构包括一根将右板连接在左板上的轴，该轴给该系统提供刚性并在运动过程中平衡断路器。当曲柄插入抽出式机构并用于旋转连接其上的螺杆时，位于螺杆周围的游码由于夹在一对板的中间，所以可避免其旋转。从而可将运动转换成直线运动，以推动断路器与插入式基座接合或脱离接合。

Description

凸轮板及使用该凸轮板的抽出式机构

相关申请的相互参照

本发明基于申请日为2000年3月17日的美国临时专利申请No.60/190,299，该申请全部作为本申请的参考文献。

技术领域

本发明涉及一种用于电气开关设备柜的抽出式装置。更具体地说，本发明涉及一种用于安装开关设备柜内的模制外壳断路器的抽出式装置。

背景技术

在电气分配系统中使用的开关设备是众所周知的。这种开关设备装有多个抽出式单元，每个抽出式单元都装有一个或多个开关装置，例如可断开地连接在一个或多个汇流条上的电机控制器或断路器。抽出式单元需定期地从开关设备中取出，以进行设备的维修。在抽出式单元内的开关装置通过许多从该抽出式单元上延伸出来的夹子接头与汇流条电接触。各夹子接头电连接到用于连接到开关设备的开关装置上的电导线上。当将抽出式单元插入开关设备后，汇流条在两个接触臂之间滑动，并且接触臂与汇流条磨擦接合。

目前广泛采用两类抽出式系统。第一类系统使用两根杆，一根连接在断路器的各侧，这两根杆必须同时运动。为了使用该系统需要使用两只手和一定的技术。当板式门(其中断路器是封闭的)关闭时，该系统不能使用。第二类系统由安装在断路器一侧或断路器底部的曲柄操纵。该系统虽可用单手操作，但有其它缺点。在一侧具有曲柄的系统使用体积大的塑料部件(用于支承其机构)并造成抽出式系统的体积过大。当该曲柄系统安装在底部时，它会干扰电缆的终端，其结果是，电缆只能在后部终接。此外，该第二类抽出式系统不能加在现有的断路器上。

在1988年5月10日颁布的美国专利4,743,715中描述了一种这样的抽出式机构。这些机构具有测试、安装和移走断路器的单独的位置。这些位置可以是“接通”、“断开”和“测试”。在”接通”位置上，断路器可被闭合、打开或跳闸。在“断开”位置上，断路器可处于跳开位置上，并且抽出式机构可被锁定，以防止使用该断路器。第三个位置是“测试”，在该位置，断路器与主电路断开。在“测试”位置上，断路器可被闭合、打开或跳开，以检测内外辅助设置(如辅助开关)、并联跳闸、欠压和次级电路。然而，处于“测试”位置的具有较大体积的抽出式机构与空气断路器(ACB′s)有关。由于这些抽出式机构体积较大，所以它们的生产成本也较高。

发明内容

利用断路器插入式系统能克服或减轻现有技术的上述和其它缺陷及不足。

本发明提供一种用在抽出式机构的凸轮板，该抽出式机构用于使插入式断路器相对插入式基座运动，该凸轮板包括：

一块具有第一边、第二边、第三边和第四边的平板，该平板具有一条周边；

一个位于平板内并有直径大小适于接收一根轴的孔，该孔靠近第二边和第三边的交点处；

全部位于平板的周边内的第一开槽，该第一开槽具有靠近第三边和第四边的交点处的第一端；以及

具有在第四边上的开口的第一端的第二开槽，该第二开槽具有靠近第二边的第二端。

本发明还提供一种推动插入式断路器相对插入式基座运动的抽出式机构，该抽出式机构包括：

一块滑板；

一块平行于该滑板的导板；

一根保持在滑板和导板之间的导螺杆；

一个螺接到该导螺杆上的游码；

一块位于游码和导板之间的第一凸轮板；

一块位于游码和滑板之间的平板；

一根穿过第一凸轮板并连接到其上第一端的平板上的轴；以及

一块位于轴第二端上的第二凸轮板；

其中导螺杆的旋转带动游码作直线运动，游码的直线运动使第一凸轮板和平板旋转，而这种旋转又带动轴和第二凸轮板旋转。

本发明还提供一种断路器插入式系统，包括：

一个具有一块左板和一块右板的插入式基座；

一个固定在该插入式基座上并具有一根将右板连接到左板上的轴的抽出式机构，该抽出式机构还包括一个保持在右板附近的主单元；以及

一个利用抽出式机构的动作可缩回地连接在插入式基座上的插入式断路器，该断路器可移动地位于左板和主单元之间。

在本发明的一个典型实施例中，断路器插入式系统具有一块带一块左板和一块右板的插入式基座、固定到该插入式基座并具有将右板连接在左板上的轴的抽出式机构，该抽出式机构还包括一个固定在右板附近的主单元，及一个通过抽出式机构的动作可收回地连接在插入式基座上的插入式断路器，该断路器可在左板和主单元之间运动。

抽出式机构的主单元最好还包括一块靠近插入式基座的右板的滑板、一块与该滑板平行的导板、一个固定在滑板与导板之间的导螺杆(丝杠)、一个螺接在该导螺杆上的游码、一块位于游码与导板之间的第一凸轮板及一块位于游码与滑板之间的平板。轴穿过第一凸轮板并连接在该轴的第一端的平板上。抽出机构还包括位于该轴第二端的第二凸轮板。导螺杆的旋转使游码做线性运动，游码的线性运动使第一凸轮板和平板做旋转运动，这种旋转运动又带动轴和第二凸轮板旋转。

附图说明

参照典型的附图，在这几幅图中，相同的部件采用相同的标号。

图1是一个抽出式机构中的模制外壳断路器的三维透视图；

图2是一个模制外壳断路器的三维透视图；

图3是一个用于模制外壳断路器的抽出式机构的三维透视图；

图4是从与图3不同的角度观看的用于模制外壳断路器的抽出式机构的另一三维透视图；

图5是图3和4的抽出式机构的凸轮板。

具体实施方式

参照图1，图中所示的断路器插入式系统都用标号100来表示。该断路器插入式系统100一般包括一个插入式基座200，抽出式机构400固定在该基座上。抽出式机构400连接在夹子接头的配电电路(图中未示出)，该夹子接头接收断路器300的插入式接触器308。断路器300借助于抽出式机构400的动作可回缩地连接在插入式基座200上。

图2表示与插入式基座200断开的断路器300，图3表示与插入式基座200脱离的抽出式机构400。插入式基座200和抽出式机构400构成一个引导断路器300接入和脱离断路器插入式系统100的刚性的被引导的抽出式系统。在插入式基座200的一侧，具有导向槽206的左板202固定在插入式基座200上。在插入式基座200的相反侧，具有导向槽206的右板204固定在插入式基座200上。右板204保持在右板204与断路器300之间的抽出式机构400上，同时左板202通过一根轴424(图1中未示出)连接在右板204上。左板202具有刚性并使断路器300保持平衡，而断路器300可移入或移出断路器插入式系统100。

在图2中所示的具有右侧301和左侧299的断路器300包括三个可插入式可移动接触器308，当断路器300运动到与插入式基座200相接合时，这些接触器可与插入式基座200上的固定接触器接合。断路器300最好具有多个异形型材310(凹槽形)，多个楔形件306可滑动地接合在该异形型材内。例如可通过将一组螺栓312穿入支承板302并拧入楔形件306的方式，使一对支承板302固定在断路器300的一侧上。这样，支承板302和楔形件306束缚地固定在断路器300内。支承板302具有一对用于引导断路器300在左板202和右板204上沿导向槽206滑动的铆接导向销304。

如图3和4所示，抽出式机构400包括一个保持在右板204附近的主单元401。抽出式机构400包括一个可旋转地连接在曲柄402(如图1所示，与导螺杆410脱离并保持在贮槽内)上的导螺杆410。导螺杆410可包括套筒部(还见图1)，以收纳曲柄402。结合在一起的曲柄402和导螺杆410从前至后大致延伸到抽出式机构400的整个深度。当导螺杆410借助于曲柄402旋转时，它使螺接到导螺杆410上的游码418做线性运动。这种线性运动沿与用X表示的轴线平行的螺旋轴线进行。游码418由于保持在凸轮板426(第一凸轮板)与位于轴424一端的平板416之间，所以限制它的旋转。游码418包括连接在第一凸轮板426上的第一开槽428上的突起419，因而游码418的线性运动使第一凸轮板426(及平板416)随与之连接的轴424一起旋转。利用衬套420和开尾销422将导螺杆410装在抽出式机构400内。凸轮板426和轴424的旋转带动位于断路器300相对侧的轴424的相对端的凸轮板426(第二凸轮板)旋转。轴424被支承在位于左板202和右板204上的孔内并以孔为枢轴转动，该轴424可绕其轴线自由旋转。在凸轮板426上的第一开槽428和第二开槽430与支承板302上的游码418和导向销304啮合。第一开槽428和第二开槽430的轮廓适合于高效率地将操纵力从游码418传递到断路器300。

继续参照图3和4，游码418还沿直线推动滑板414，而该滑板又使位置指示器412旋转。该位置指示器412在不同位置之间旋转。可通过抽出机构400的前盖404上的观察窗432观察的位置指示出断路器300相对插入式基座200的位置。该位置可给出标记，如ENGAGED(接合)，ISOLATED(脱离)和WITHDRAWN(撤回)等。指示出这些位置的图表(图中未示出)可设置在位置指示器412上，使每个位置只有一图表在某一时刻通过观察窗432被看到。

另外，利用两个铆接到其上的销子在右板204上引导滑板414，这样可确保滑板414的运动与游码418的运动相适应。包括位于右板204上的开槽438的导板436使支承板302的导向销304保持在导板436的开槽轮廓内。这保证了断路器300的线性运动正比于滑板414的线性运动。导板436包括一个具有定位导螺杆410的孔435的顶部437，并具有在不使用曲柄402时固定该曲柄402的装置。导螺杆410的相对端被束缚在具有衬套420和开尾销422的右板204上。

滑板414还连接在锁定机构434上，该锁定机构设有一个用于将断路器300锁定在ISOLATED(脱离)位置上的装置。

右板204具有多个部件，并这样设计：当断路器300安装在一块配电盘上时，这些部件可通过一个配电盘门内的单个缺口。因此，还可备用一个曲柄402，并设有一个在抽出操作中用于插入曲柄402的进入孔440。

任选地设置几个数字锁476，作为抽出机构的一部分。如图1所示，可将两个这种锁装配在右板204和前盖404上的孔478内。锁476优选地从锁体上的螺纹内侧装配并用装配在这些螺纹上的螺母将其拧紧。可利用一个能插入孔478的键对这些锁进行操作。

这种抽出式装置也可适当地运动到断路器300，以便利用插入式基座200与断路器300之间的跳闸装置使断路器300打开。这种抽出式装置为安装提供方便，并且即使插入式基座200和断路器300分别提供，这种抽出式装置也可随插入式基座200一起应用在断路器300上。

图5表示出具有第一开槽428和第二开槽430的凸轮板426。凸轮板426最好是由一块冲压成型的钢件构成的平板448。平板448具有由第一边450、第二边452、第三边454和第四边456限定的周边458。第一边450和第三边454最好大致为直线并且相互平行。另一方面，第二边452和第四边456包括不规则周边，如图中所示的曲线。第一开槽428完全包含在平板448的周边458内。第一开槽428包括位于第三边454和第四边456的交点附近的第一端462。第一开槽428的第二端464距第三边454的距离比第一端到第三边454的距离更远。第二开槽430包括在第四边456处开口的第一端466和靠近第二边452的第二端468。凸轮板426还包括一个直径的大小可接收轴424的孔460。孔460最好邻近第二边452和第三边454的交点处。该凸轮板426最好在周边458上还具有圆角，第一开槽428、第二开槽430和孔460最好还具有圆端。

插入式基座200和抽出式机构400可作为配件提供。已拥有断路器的顾客可使用这些配件，即插入式基座200和抽出式机构400，以将断路器从固定式转换成可抽出式。可先将支承板302装配到断路器(例如断路器300)上，然后可将抽出式机构400装配到插入式基座200上，再通过使导向销304滑入配件的开槽(例如固定到插入式基板200上的左板202和右板204上的开槽206及抽出式机构400上的开槽430)内来将断路器300装在抽出式机构400上。

虽然上文根据优选实施例描述了本发明，但本领域的专业技术人员可理解到，在不脱离本发明的范围的情况下可进行各种变换，并且可用等同物来替换上述部件。此外，在不背离本发明的基本保护范围的情况下，可按照本发明的教导，为适应特定场合或材料，可做许多改型。因此，本发明不限于上述作为实施本发明的最佳模式的特定实施例，而是包括落入所附权利要求的保护范围内的所有实施例。

Claims (15)

1.一种用在抽出式机构的凸轮板，该抽出式机构用于使插入式断路器相对插入式基座运动，该凸轮板包括：

一块具有第一边、第二边、第三边和第四边的平板，该平板具有一条周边；

一个位于平板内并有直径大小适于接收一根轴的孔，该孔靠近第二边和第三边的交点处；

全部位于平板的周边内的第一开槽，该第一开槽具有靠近第三边和第四边的交点处的第一端；以及

具有在第四边上的开口的第一端的第二开槽，该第二开槽具有靠近第二边的第二端。

2.按照权利要求1的凸轮板，其中平板是一块冲压钢制部件。

3.按照权利要求1的凸轮板，其中周边具有圆角。

4.按照权利要求1的凸轮板，其中第一开槽的端部是圆的，第二开槽的第二端是圆的，并且孔是圆形孔。

5.按照权利要求1的凸轮板，其中第一开槽的第一端比第一开槽的第二端更靠近第三边。

6.按照权利要求1的凸轮板，其中第一边和第三边是相互平行的，并且第二边和第四边分别包括曲线部分。

7.一种推动插入式断路器相对插入式基座运动的抽出式机构，该抽出式机构包括：

一块滑板；

一块平行于该滑板的导板；

一根保持在滑板和导板之间的导螺杆；

一个螺接到该导螺杆上的游码；

一块位于游码和导板之间的如权利要求1-6任一项所述的第一凸轮板；

一块位于游码和滑板之间的平板；

一根穿过第一凸轮板并在第一端上连接到平板的轴；以及

一块位于轴第二端上的如权利要求1-6任一项所述的第二凸轮板；

其中导螺杆的旋转带动游码作直线运动，游码的直线运动使第一凸轮板和平板旋转，而这种旋转又带动轴和第二凸轮板旋转。

8.按照权利要求7的抽出式机构，其中第一凸轮板具有一个用于穿过轴的孔和用于接收游码上的突起的第一开槽。

9.按照权利要求7的抽出式机构，其中导板具有一个顶部，该顶部具有一个用于定位导螺杆的孔。

10.按照权利要求7的抽出式机构，还包括一个可旋转地连接在导螺杆上的曲柄。

11.按照权利要求7的抽出式机构，其中利用衬套和分尾销将导螺杆装在抽出式机构内。

12.按照权利要求7的抽出式机构，还包括一个位于滑板上的位置指示器，其中游码的直线运动带动滑板做直线运动，其中滑板的直线运动带动位置指示器旋转。

13.按照权利要求12的抽出式机构，其中滑板固定在具有一个窗口的前盖上，该窗口可对位置指示器进行观察。

14.按照权利要求7的抽出式机构，其中导板具有一个与导螺杆的螺旋轴线平行的槽。

15.按照权利要求10的抽出式机构，其中滑板固定在具有一个用于插入曲柄的入口孔的前盖上。

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