CN1320939A - 协调电路保护器的操作用的,带有过调补偿的机械式联锁装置 - Google Patents

协调电路保护器的操作用的,带有过调补偿的机械式联锁装置

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CN1320939A
CN1320939A CN01117175.8A CN01117175A CN1320939A CN 1320939 A CN1320939 A CN 1320939A CN 01117175 A CN01117175 A CN 01117175A CN 1320939 A CN1320939 A CN 1320939A
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Abstract

一种电源开关(1a,1b)用的联锁装置(15),其包括指示器从动件(23a,23b),每个指示器从动件随相应的电源开关(1)中的状态指示器(9)运动,该指示器指示开关的断开/闭合状态。第一联轴节(571,572)将相应的长条形连接部件(55)的一端(59),与每个指示器从动件(23)连接。第二联轴节(77a,77b)将每个长条形连接部件(55)的另一端(79),与辅助断开部件驱动机构(39)连接,该驱动机构驱动另一电源开关(1)中的辅助断开部件(13),以便在相应的电源开关处于闭合状态时,使该另一电源开关(1)保持在打开/断开状态。第一联轴节(57)包括旋转头(63),长条形连接部件(55)通过该旋转头滑动;柔性部件(67),其最好由螺旋压缩弹簧形成,其限于旋转头(63)与长条形连接部件(55)的一端上的止动螺母(69)之间。

Description

协调电路保护器的操作用的，带有过调 补偿的机械式联锁装置
本发明的技术领域
本发明涉及下述机构，其用于协调电路保护器的操作，从而在任何给定时间，可仅仅将一个电路保护器闭合。本发明特别是涉及电路保护器用的联锁装置，每个电路保护器包括状态指示器，该状态指示器指示电路保护器的主接点的断开/闭合状态；辅助断开部件，其使电路保护器断开，保持在断开状态。本发明尤其特别是涉及这样的联锁装置，其具有柔性部件，该柔性部件在不将辅助断开部件弯曲的情况下，允许与状态指示器连接的部件的过调。
背景技术
具有许多申请，在这些申请中，对一对电开关的操作进行协调，从而在某时仅仅一个开关可处于断开位置。一个这样的申请涉及下述转换开关，其用于从两个交流电源，向负载提供电源。比如，在许多场合，将辅助电源用作实用电源的替换电源。当这两个电源各自独立时，重要的是一个电源与负载断开，之后与另一电源连接，以便防止在任意位相，两个电源相互连接。作为典型方式，电路保护器用作转换开关中的开关，从而还可提供过载保护。但是，在转换开关中，还可采用没有过流保护的电开关。
在交流马达控制电路，如反转控制器中，出现另一情况，在该情况中，必须协调电开关的操作，在上述电路中，按照前进操作用的单相旋转的方式，采用一个开关将马达与电源连接，按照反转操作用的相反相旋转的方式，另一开关与马达连接。正象转换开关的场合那样，马达控制用的开关可具有、或不具有过流保护。
人们知道通过机械式联锁装置，协调两个上述的电开关的操作。一种类型的联锁装置将两个开关的把手连接。特别是用于开关为电路保护器的另一类型的联锁装置采用安装于每个开关的开关外壳中的插入件，当驱动时，其与开关操纵机构嵌合，从而防止该开关闭合。在这样的一种联锁装置中，上述插入件与滑动梁的相对端部连接，从而当一个开关闭合时，该开关下压相应的插入件，由此使滑动梁旋转，将另一插入件抬起，从而防止另一开关闭合。保持在断开状态的上述电路保护器缺少足以消除联锁装置的作用，并且使闭合的开关断开的力。US5436415号专利中描述的相关类型的联锁装置采用一对铰接凸轮盘，每个盘与一个电路保护器的插入件连接，并且它们通过用于相反作用的连接杆连接。当其中一个开关处于闭合状态时，另一开关中的相应凸轮盘旋转到过度拨动位置，从而上述断开的开关的插入件所产生的力通过相应的凸轮盘的铰接轴传递，由此不通过下述连接件施加力，该连接件试图消除闭合的开关中的插入件的作用。
在US4286242号专利中描述了又一种一对电开关用的联锁装置。在该联锁装置中，通过将一个开关中的接触臂闭合而驱动的插入件使连接杆旋转，该杆通过另一插入件作用，以便使另一电路保护器中的断开机构的闭锁杆保持在非闭锁或断开位置，从而不能够将第二电路保护器闭合。与第二电路保护器的接触臂嵌合的类似结构使第二连接杆旋转，当第二电路保护器闭合时，该第二连接杆又将第一电路保护器中的闭锁件保持在非闭锁或断开位置。
在后一种联锁装置的变换形式中，随一个电源电路保护器中的轴杆的旋转位置运动的铰接臂通过连接杆作用，使该杆的另一端上的另一铰接臂旋转，从而驱动第二电源电路保护器中的断开杆。当第二电源电路保护器处于闭合状态时，类似机构将第一电源电路保护器保持在断开状态。上述杆和与相应的电路保护器中的断开杆嵌合的铰接臂之间的连接件在不使相应的杆运动的情况下，在该断开杆的交替驱动过程中，使这些铰接臂旋转。为此，在铰接臂的反向旋转过程中，上述杆穿过相对该杆滑动的旋转头。但是，上述机构不允许部件过调。
虽然所有这些联锁机构防止两个开关的同时闭合，但是后两种机构特别是无法很好地适应公差，或磨损的变化，或者部件过调。
于是，需要提供一种改进的联锁装置，其用于协调一对电开关的操作。
特别是需要提供这样的改进的联锁装置，其可适应公差和磨损的变化。
另外需要提供这样的改进的联锁装置，其适应部分部件的过调，以便确保可靠的操作。
                       本发明的概述
这些需要和其它需要通过本发明实现，本发明涉及用于协调电源开关的操作的联锁装置，本发明特别是涉及这样的电源开关，其具有状态指示器，该状态指示器指示开关的断开和闭合状态；辅助断开部件，该部件可从非驱动位置运动到驱动位置，从而使相应的开关处于断开状态。该新型的联锁装置包括指示器从动件，每个指示器从动件随相应的电源开关中的对应状态指示器运动；辅助断开部件驱动机构，每个辅助断开部件驱动机构位于与相应的电源开关中的对应辅助断开部件相邻的位置。另外，上述联锁装置还包括长条形连接部件；第一联轴节，每个第一联轴节将相应的长条形连接部件的一端，与相应的一个电源开关中的对应指示器从动件连接；第二联轴节，每个第二联轴节将相应的长条形连接部件的另一端，与相应的另一个电源开关中的对应辅助断开部件驱动机构连接，以便在相应的一个电源开关中的状态指示器运动到闭合位置时，将另一电源开关中的辅助断开部件驱动到驱动位置。每个第一联轴节包括柔性部件，该柔性部件在相应的长条形连接部件运动之前，使一个电源开关中的相应状态指示器初始运动，并且在相应的辅助断开部件驱动机构到达其运动极限位置时，允许状态指示器过调。在本发明的优选形式中，上述柔性部件为螺旋压缩弹簧。
最好，每个指示器从动件包括从动部件，其通过偏置弹簧而压靠于相应的状态指示器上，第一联轴节包括滑动连接件，该滑动连接件安装于从动部件上，上述长条形连接部件的一端以滑动的方式穿过该滑动连接件。在该结构中，上述螺旋压缩弹簧限于滑动连接件和长条形连接部件的相应端部之间。在最优选的结构中，上述状态指示器铰接于相应电源开关上，上述从动部件也是铰接的。在该结构中，上述滑动连接件包括旋转头，其安装于从动部件上，上述长条形连接部件通过该旋转头滑动。调整机构允许对连接部件的长度，以及作用于螺旋压缩弹簧上的预加荷载这两者进行调整。
最好，第二联轴节包括单向连接件，该连接件将上述长条形连接部件的运动，传递给相应的辅助断开部件驱动机构，但是不将辅助断开驱动机构的运动，传递给上述长条形连接部件，从而当可通过另一结构驱动开关中的辅助断开部件时，其作用力不通过联锁装置向回传递。
                       附图的简要描述
当结合附图阅读时，根据优选实施例的下面的描述，可全面了解本发明，该附图为：
图1为带有本发明的联锁装置的两个电路保护器的透视图；
图2为其中的盖取下的图1的其中一个电路保护器的一部分的局部分解的透视图；
图3为本发明的联锁装置的一端的前面透视图；
图4为图3的联锁装置的端部的前视立面图，该图表示联锁装置与电路保护器的连接，并且以点划线表示联锁装置的一端与其中安装有相应的电路保护器的盒中的断流部件(cutout)的接口之间的关系；
图5为图1所示的联锁装置的顶端的放大的局部透视图；
图6为图1所示的联锁装置的底端的放大的局部透视图。
                    优选实施例的描述
下面针对应用于一对电源电路保护器的场合对本发明进行描述，但是，本发明具有协调带有或不带有过流保护的其它类型的电源开关的操作的应用。
在整个描述中，相同的部件采用同一标号。对于两个电路保护器，或对于和相应的电路保护器连接的联锁装置的端部来说，许多部件是共同的。当有助于辨认带有部件的电路保护器时，标号带有后缀“a”或“b”。将相对的部件连接于联锁装置的两个端部上，由此将两个电路保护器相互连接的相同联轴节，以及长条形连接部件由后缀“1”和“2”区别。
参照图1，一对电源电路保护器1a和1b按照竖向对齐的方式，安装于开关齿轮组件5的盒3a,3b内。这些电路保护器1a和1b可为US5929405号专利所描述的形式，其具有操纵机构，该机构包括轴杆(参照图2)。该轴杆7在电路保护器断开和闭合的过程中旋转，从而安装于位于相应的电路保护器的外壳11的外侧的轴杆的端部上的驱动臂9用作状态指示器，以便指示上述电路保护器的断开和/或闭合的状态。每个电路保护器1a,1b还具有辅助断开部件13，该部件在驱动臂9上方，从外壳11向外延伸。该辅助断开部件可在非驱动位置和驱动位置之间旋转，在该驱动位置，该辅助断开部件将上述电路保护器保持在断开或打开状态。
为了协调两个电路保护器1a,1b的操作，从而仅仅一个电路保护器可在任何时刻，处于闭合状态，联锁装置15将每个电路保护器上的状态指示器与另一电路保护器上的辅助断开部件连接。该联锁装置15包括一对托架17a和17b，该托架固定于盒3a,3b的侧壁19的外表面上，通过支座绝缘子(stand off)21，与每个电路保护器连接。指示器从动件23a,23b铰接于每个托架17a,17b上。如图3,4和7所示，每个指示器从动件25包括从动部件25，该部件包括通过轴承29以可旋转的方式安装于托架上的从动轴27。
该从动轴27穿过盒侧壁19，支承与相应的状态指示器相邻的从动爪31。从动臂33固定于相应的从动轴27的外端。由螺旋拉簧37形成的偏置弹簧将从动部件25，沿图3中的逆时针方向(图7的顺时针方向)偏置。
返回到图1，上述联锁装置15还包括一对辅助断开部件驱动件39a,39b。再次如图3,4和7所示，这些辅助断开部件驱动机构39分别包括驱动部件，该驱动部件包括第一驱动部件41，该第一驱动部件41铰接于铰接轴上的相应的托架17的外侧；第二驱动部件43，该第二驱动部件43铰接于轴44上的托架17的另一侧。以可随轴42上的第一驱动部件41旋转的方式安装的反转凸轮45包括驱动销47，该驱动销47与第二驱动部件43嵌合，从而第一驱动部件沿一个反向的旋转导致第二驱动部件沿相反方向旋转。第二驱动部件43包括侧向凸部或桨状部49，其穿过盒侧壁19中的孔51(参照图4)，并且位于与相应的电路保护器1a或1b上的辅助断开部件13相邻的位置。该辅助断开部件驱动机构39包括由螺旋拉簧53形成的第二偏置弹簧，该弹簧与第一驱动部件41连接，该弹簧将第二驱动部件43上的凸部49沿图3和图4中的顺时针方向压靠于孔51的顶缘上，而背离辅助断开部件13。
如图1,5和6所示，上述联锁装置15还包括一对长条形的连接部件55。一对第一联轴节571,572将每个长条形连接部件的一端591,592，与相应的一个电路保护器1b,1a中的对应指示器从动件23b连接。这些第一联轴节57包括滑动连接件611,612，其由铰接于相应的从动臂33a,33b的一端上的旋转头63a,63b形成，该旋转头63a,63b中开设有上述长条形部件的一端591,592穿过而滑动的通孔65a,65b。这些第一联轴节还包括由螺旋压簧671,672形成的柔性部件。
上述螺旋压簧671,672限制在相应的旋转头631,632和止动件之间，该止动件由拧于上述长条形连接部件551,552的一端591,592上的调节螺母691,692形成。这些螺母691,692形成设置于每个第一联轴节57a,57b中的调节机构711,712的一部分。沿上述长条形连接部件551,552的一端591,592拧动螺母691,692,，以便调节作用于上述螺旋压簧671,672上的预加荷载。上述调节机构71还包括另一螺纹部件731,732，该螺纹部件与上述长条形连接部件上的螺纹嵌合，相对上述螺旋压簧671,672，压靠于旋转头631,632的相对侧边。沿上述长条形连接部件551,552调整上述螺纹部件731,732，以便调节上述长条形连接部件55的有效长度。可设置锁定螺母751,752，以便将螺纹部件731,732的位置固定。
另外，上述联锁装置15包括一对第二联轴节771,772，该联轴节将上述长条形连接部件551,552的另一端791,792，与相应的辅助断开部件驱动机构39a,39b连接。每个第二联轴节771,772包括单向连接件811,822，其将相应的长条形连接部件551,552的运动，传递给辅助断开部件驱动机构39a,39b，但是不将辅助断开部件驱动机构39a,39b的运动传回给上述长条形连接部件551,55。每个单向连接件811,822包括另一旋转头831,832，该旋转头铰接于相应的第一驱动部件41a,41b上，并且具有通孔851,852，上述长条形连接部件的相对端部791,792穿过该孔。由螺母871,872形成的止动件设置于上述长条形连接部件的端部791,792。这些止动件大于孔851,852。
在本发明的实施例中，上述长条形连接部件551,552为受拉部件。当这些受拉部件可采用缆线时，作为实例的受拉部件为螺纹杆。当两个电路保护器并排地而不是沿上下对齐地安装时，受拉部件采用缆线。
当两个电路保护器1a,1b处于断开位置时，相应的驱动臂9处于图4所示的竖向位置。偏置弹簧37将相应的从动爪31压靠于相应的驱动销9上。在上述条件下，偏置弹簧53将辅助断开部件驱动机构39的凸部49背离相应的辅助断开部件13而偏置。当将其中一个电路保护器闭合时，相应的轴杆旋转，使驱动臂沿图2中的逆时针方向转动。为了便于说明，假定将电路保护器1a闭合，则驱动臂9a与从动爪31a嵌合，使其沿图3中的顺时针方向旋转。其结果是，使相应的从动部件25a的臂33a沿图5中的逆时针方向旋转。于是，在从动部件初始旋转的过程中，在螺旋压缩弹簧672上，上述旋转头63提升，将该弹簧压缩。然后，所产生的力通过弹簧672，作用于连接杆552上，将该杆向上提升。该连接杆55的向上移动使辅助断开部件驱动机构39b中的第一驱动部件41b沿逆时针方向旋转。反转臂45使该旋转反向，从而第二驱动部件47沿图3的逆时针方向旋转。伴随该运动，第二驱动部件43上的凸部49与电路保护器1b中的辅助断开部件13嵌合，使其沿图2的逆时针方向旋转，由此，将该电路保护器1b处于断开状态，从而不能够将其闭合。如上所述，凸部49穿过安装有电路保护器1b的盒3b的侧壁19中的孔51。当凸部49b压靠于孔51的边缘上，借助弹簧672的压缩，从动部件25a允许电路保护器1a中的驱动臂9过调。
按照类似方式，当将电路保护器1b闭合时，从动部件25b沿图1和6中的逆时针方向旋转。其结果是，将弹簧671初始压缩，接着使连接杆551下降,，使辅助断开部件驱动机构39a沿逆时针方向旋转(参见图5)。伴随上述动作，桨状部49与辅助断开部件13嵌合，使其沿图2中的逆时针方向旋转，将电路保护器1a保持在断开状态。
虽然在图中未示出，但是在将每个电路保护器1a,1b从盒中撤出时，其通过上述装置断开。提供上述功能的机构(图中未示出)还使辅助断开部件驱动机构39a,39b旋转。由旋转头831,832形成的单向连接件811,812在不对连接杆591,592施加力的情况下，允许上述运动发生。
在另一结构中，长条形连接部件551,552可为压缩部件(图中未示出)，而不是受拉部件。在该结构中，另一旋转头631′,632′设置于铰接的从动臂33a,33b的相对端部上,从而当相应的电路保护器闭合时，该从动臂33a,33b推压相应的长条形连接部件。之后，上述杆压靠于设置于第一驱动部件41a,41b的相对端部上的另一旋转头831′,832′，驱动相应的辅助断开部件13。
上述联锁装置15并不从处于闭合的电路保护器，抽取较大的能量。另外，设置由螺旋压缩弹簧671,672形成的柔性部件，会使作用于联锁装置驱动杆或缆线上的冲击荷载达到最小。这样便将上述联锁装置的错误操作和/或卡住现象消除。本发明的联锁装置还用于电路保护器中的驱动臂的过调，以便补偿公差，用户安装位置的变化，磨损和微小的不对齐。其还将一个电路保护器中的辅助断开部件的交替驱动，不与另一电路保护器相配合。
虽然已对本发明的特定实施例进行了具体描述，但是本领域的普通技术人员知道，根据上述描述的所有教导，可得出这些具体结构的各种改进和替换形式。因此，上述描述的特定结构仅仅是示意性的，其对本发明的请求保护范围不构成限定，本发明的请求保护范围由后面所附的权利要求的整个范围，以及其任何和全部的等同方案给出。

Claims (15)

1．一种协调电源开关(1a,1b)操作用的联锁装置(15)，每个开关包括开关状态指示器(9)，该开关状态指示器可在开关断开位置和开关闭合位置之间运动；辅助断开部件(13)，该辅助断开部件可在非驱动位置和驱动位置之间运动，上述联锁装置包括：
指示器从动件(23a,23b)，每个指示器从动件随相应的电源开关(1a,1b)中的对应状态指示器(9)运动；
辅助断开部件驱动器(39a,39b)，每个辅助断开部件驱动器位于与相应的电源开关(1a,1b)中的对应的辅助断开部件(13)相邻的位置；
长条形连接部件(551,552)；
第一联轴节(571,572)，每个第一联轴节将相应的长条形连接部件(551,552)的一端(591,592)，与相应的一个电源开关(1a,1b)中的对应的指示器从动件(23a,23b)连接；
第二联轴节(771,772)，每个第二联轴节将相应的长条形连接部件(551,552)的另一端(791,792)与相应的另一个电源开关(1a,1b)中的对应的辅助断开部件驱动机构(39a,39b)连接，以便当相应的一个电源开关中的状态指示器(9)运动到闭合位置时，将相应的另一电源开关中的辅助断开部件(13)驱动到上述驱动位置；
每个上述的第一联轴节(571,572)包括柔性部件(671,672)，在相应的长条形连接部件运动和状态指示器过调之前，该柔性部件使相应的一个电源开关(551,552)中的对应的状态指示器(9)初始运动。
2．根据权利要求1所述的联锁装置(15)，其特征在于上述柔性部件(671,672)为螺旋压缩弹簧。
3．根据权利要求1所述的联锁装置(15)，其特征在于上述指示器从动件(23a,23b)均包括从动部件(25)和偏置弹簧(37)，该偏置弹簧将从动部件压靠于状态指示器(9)上。
4．根据权利要求3所述的联锁装置(15)，其特征在于上述第一联轴节(571,572)均包括安装于相应的从动部件(25)上的第一滑动连接件(61)，相应的长条形连接部件(55)的一端以可滑动的方式穿过上述第一滑动连接件(61)，上述柔性部件(67)包括螺旋压缩弹簧，该弹簧限于相应的长条形连接部件(55)的一端(59)和上述第一滑动连接件(61)之间。
5．根据权利要求4所述的联锁装置(15)，其特征在于每个状态指示器(9)铰接于相应的电源开关上，另外指示器从动件(23)均包括用于每个从动部件的铰接安装件，上述第一滑动连接件(61)包括旋转头(63)，该旋转头铰接于相应的从动部件(25)上，上述长条形连接部件(55)通过上述旋转头滑动。
6．根据权利要求5所述的联锁装置(15)，其特征在于上述第一连接件(57)均还包括第一调整机构(71)，该机构调整作用于上述螺旋压缩弹簧(67)上预加荷载，以及位于相应的从动部件(25)和相应的辅助断开部件驱动机构(39)之间的相应的长条形连接部件(55)的长度中的至少一个。
7．根据权利要求6所述的联锁装置(15)，其特征在于每个长条形连接部件(55)包括在与上述旋转头(63)相邻处，具有螺纹的杆，上述第一调整机构(71)包括螺纹部件(73)，该螺纹部件以螺纹方式拧于上述杆(55)上，压靠于与上述螺旋压缩弹簧(67)相对的旋转头(63)上，该螺纹部件用于调整上述杆(55)的长度。
8．根据权利要求7所述的联锁装置(15)，其特征在于每根杆(55)在与上述一个端部(59)相邻处，带有螺纹，上述第一调整机构还包括位于上述杆(55)的一端上的螺母(69)，其用于对作用于上述螺旋压缩弹簧(67)上的预加荷载进行调节。
9．根据权利要求6所述的联锁装置(15)，其特征在于每个长条形连接部件(55)包括在一端带螺纹的杆，上述调整机构(71)包括螺母(69)，其拧于上述杆(55)的一端上，以便对作用于螺旋压缩弹簧(67)上的预加荷载进行调整。
10．根据权利要求6所述的联锁装置(15)，其特征在于每个长条形连接部件(55)包括受拉部件。
11．根据权利要求4所述的联锁装置(15)，其特征在于每个第二联轴节(77)包括单向连接件(81)，其将相应的长条形连接部件(55)的运动，传递给相应的辅助断开部件驱动机构(39)，但是不将上述辅助断开部件驱动机构(39)的运动，传递给该长条形连接部件(55)。
12．根据权利要求1所述的联锁装置(15)，其特征在于每个第二联轴节(77)包括单向连接件(81)，其将相应的长条形连接部件(55)的运动，传递给相应的辅助断开部件驱动机构(39)，但是不将该辅助断开部件驱动机构(39)的运动，传递给上述长条形连接部件(55)。
13．根据权利要求12所述的联锁装置(15)，其特征在于每个长条形连接部件(55)包括受拉部件，每个单向连接件(81)包括带有通孔(85)的安装部件(83)，该安装部件安装于上述辅助断开部件驱动机构(39)上，上述受拉部件(55)穿过该通孔；位于上述受拉部件的另一端(79)的止动件(87)，该止动件过大，而不穿过该通孔(85)，从而相应的指示器从动件(23)作用于上述受拉部件(55)上的拉力使辅助断开部件驱动机构(39)运动，但是该辅助断开部件驱动机构(39)的运动不使上述受拉部件(55)运动。
14．根据权利要求1所述的联锁装置(15)，其特征在于上述辅助断开部件驱动机构(39)包括第一铰接驱动部件(41)，以与辅助断开部件嵌合的方式安装的第二驱动部件(43)，安装于第一驱动部件和第二驱动部件之间的反转件(45)，该反转件将第一驱动部件(41)的旋转，转换为第二驱动部件(43)沿相反方向的旋转，上述第二联轴节(77)将上述长条形连接部件(55)与第一驱动部件(41)连接。
15．根据权利要求14所述的联锁装置(15)，其特征在于每个第二联轴节(77)包括单向连接件(81)，其将相应的长条形连接部件(55)的运动，传递给第一驱动部件(41)，但是不将第一驱动部件(41)的运动，传递给长条形连接部件(55)。
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