CN1499560A - 包括控制组件和断路室的断路器，其组装方法及其组装辅助元件 - Google Patents

Abstract

一种断路器包括一具有一花键驱动控制轴(4)的控制组件(2)；一具有至少一对灭弧触点的断路室(6)，至少一个灭弧触点(10)可在控制组件的作用下移动；一从动第二花键控制轴(12)；一用于同步所述驱动和从动轴(4、12)的同步组件，其包括两个杆(16、20)，各具有一适于和对应轴(12、4)配合的花键环(18、22)；和两个连杆(28)，各在其两端部与相应的所述杆(16、20)铰接；所述环(22)之一具有一定数目啮合元件，该数目与和所述环配合的花键轴(4)上的啮合元件的数目不同；一个接合器(24)位于所述环与所述轴之间，所述接合器具有适于和驱动轴上的啮合元件配合的内啮合元件，和适于和所述花键环上的啮合元件配合的外啮合元件。

Description

包括控制组件和断路室的断路器，其组装方法及其组装辅助元件

技术领域

本发明涉及一种包括控制组件和断路室的断路器，还涉及组装这样一种断路器的方法及用于组装的辅助元件。

背景技术

传统上，这样一种断路器包括与断路室相关联的控制组件。该室包含一对灭弧触点，其中至少一个可以在该控制组件的作用下移动。该移动触点从而可以分别对应于该断路器的打开与闭合而在两个不同的位置之间移动。

上述控制组件尤其适于通过弹簧而存储机械能。它还具有一个带花键的控制轴，该轴可以通过释放存储在该控制组件中的机械能而被转动。

上述断路室具有另一个在转动时可以使移动触点在上述两个位置之间移动的带花键的控制轴。最后，还设置了一个可变形的平行四边形形式的同步组件用于两个控制轴的互相同步。

更准确地说，所述同步组件首先由两个杆制成，每个杆具有一个适于和一对应的花键轴互相配合的环。该杆的面对端还通过与所述杆铰接的连杆连接在一起。

在要组装上述断路器时，操作者首先准备一个其花键轴位于一指定位置的控制组件，然后准备一个其控制轴也位于一指定位置的断路室。然后，从这些位置开始，操作者必须-尤其是通过使两个环与上述两个花键轴互相配合将同步组件装配在一起。

显然实现两个装配会特别地困难。这一困难特别是由断路器的各种元件的制造公差造成的。

在这种条件下，唯一可行的解决方案在于修改断路室的轴的角度位置，以使得两个环与两轴互相配合。

以一个可以大至几度的角度转动断路室的轴通常会导致移动触点的位置的不可接受的改变。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可以克服上述缺点的断路器。

更具体地说，本发明的一个目的在于提供其同步组件可以传递大转矩的这样一种断路器。

本发明的另一个目的在于提供这样一种断路器，其同步组件可以通过使断路室的轴转动一个较小的角度，尤其是小于0.2°的角，而装配在该断路器的两个控制轴上。

最后，本发明的一个目的在于提供这样一种断路器，其同步组件在操作中具有较小的间隙，同时提供满意的柔性，尤其是在其组装及其拆卸方面。

为此，本发明提供这样一种断路器，它包括一个具有一“驱动”第一带花键的控制轴的控制组件；所述断路器还包括一个断路室，所述断路室具有至少一个移动灭弧触点以及一个适于在打开和闭合位置之间移动所述移动触点的“从动”第二带花键的控制轴；所述断路器还包括一个用于同步所述驱动和从动轴的同步组件，所述同步组件包括两个杆，分别具有一个适于和对应轴配合的带花键的环，和两个分别在其两端部与相应的所述杆铰接的连杆；

所述断路器的特征在于，所述环之一具有多个啮合元件，这些啮合元件的数目与和所述环配合的带花键的轴上的啮合元件的数目不同；一个接合器位于所述环与所述轴之间，所述接合器具有适于和驱动轴上的啮合元件配合的内啮合元件，和适于和所述带花键的环上的啮合元件配合的外啮合元件。

根据本发明的其它特征：

-所述带花键的环上的啮合元件的数目与控制轴上的啮合元件的数目为互质数；

-控制轴上的啮合元件的数目与所述带花键的环上的啮合元件的数目的差等于1；

-控制轴上的啮合元件和所述带花键的环上的啮合元件的数目中的较小者大于12，并优选地大于26；

-所述控制轴具有36个啮合元件，而所述带花键的环具有35个啮合元件；

-所述接合器标记有一个径向和/或有角度地延伸的识别标记；

-所述识别标记在连接元件上的互相对齐的一个内齿槽(setback)和一个内啮合元件之间延伸；

-所述识别标记与在带花键的环和/或控制轴上的另一标记径向地配准；

-另一带花键的环具有与(它安装在其上的)控制轴相同数目的啮合元件，以与所述控制轴直接配合；

本发明还提供一种组装如上所述的断路器的方法，其特征在于包括下列步骤：

将所述另一带花键的环安装在其轴上；

将带花键的环的内周边设置在其控制轴的外周边的附近，以使得所述内和外周边之间形成一个间隙；和

将所述连接元件插入到所述间隙中，以使其同时与控制轴和第一带花键的环配合。

根据本发明的其它特征：

在将所述连接元件插入到所述间隙中之前：

使用一个中空辅助元件，它具有与接合器上的内啮合元件相同的内啮合元件，所述辅助元件具有一外周边以使得其可以被插入到所述间隙中而不影响带花键的环，所述辅助元件具有均匀分布的径向标记，其数目与在辅助元件上的所述内啮合元件的数目相同；

将所述辅助元件插入到所述间隙中；

识别所述径向标记的一个“最佳”标记，它对应于可以自由地将连接元件插入到间隙中的一个自由插入位置；

在所述带花键的环和/或轴上形成对应于所述自由插入位置的所述另一标记；

从间隙取出所述辅助元件；和

在所述最佳插入位置将所述接合器插入到所述间隙中；

-在将所述接合器插入到所述间隙中的同时，接合器上的识别标记与所述带花键的环和/或轴上的所述另一标记对齐；

-所述辅助元件上的每一径向标记从两个相邻的啮合元件之间的所述辅助元件的一个内齿槽延伸；

-识别出所述最佳径向标记，所述最佳标记相对于在所述带花键的环中的一个面对齿槽和/或相对于在轴上的一个面对啮合元件最佳地定心。

本发明最后提供了一种用于实施如上所述的组装方法的辅助元件，所述辅助元件是中空的并在其内周边上具有内啮合元件，以及均匀分布的径向标记，所述径向标记的数目与所述内啮合元件的数目相同。

根据本发明的其它特征：

-每一径向标记从设置在两个相邻的啮合元件之间的一个内齿槽延伸；

-所述辅助元件具有一个光滑的外周边，尤其是一圆柱形的外周边。

附图说明

下面将结合附图，仅通过非限制性示例说明本发明，其中：

图1是一表示本发明的断路器的示意图；

图2是作为图1的断路器的组件的一部分的接合器的端视图；

图3是与图2类似的端视图，示出了一个用于图1的断路器组装的辅助元件；

图4A-4C是图1的断路器的各组装步骤的端视图；

图5是当断路器在组装时的一种不同构形的放大的端视图。

具体实施方式

图1所示的断路器包括一个以方框2的形式示意性地示出的控制组件。该控制组件2具有一个带花键的控制轴4，它能以已知的方式，尤其是通过弹簧(未示出)来存储机械能。

在本发明中，术语“带花键的”是表示所讨论的机械元件具有啮合元件，尤其可以是齿或花键。下面，假定各种机械元件具有形成所述元件的花键。

该断路器还包括一个以方框块6的形式示意性地示出的断路室。该断路室6通常具有同样示意性地示出的分别为8和10的固定和移动触点。

还提供了一个通过其转动而移动该移动触点10的带花键的断路室轴12。从而该移动触点可以分别对应于断路器的闭合和打开而位于两个端部位置。

轴4和12通过总体上以标号14表示的同步组件互相连接。

该组件14首先包括一个第一杆16，在该第一杆中具有一个用于和轴12直接配合的位于中央的带花键的环18。因此，所述轴12和所述环18具有相同数目的花键。

该同步组件14还包括一个与第一杆16长度相同的第二杆20，在该第二杆中具有一个位于中央的带花键的环22。该位于中央的带花键的环与轴4间接配合，通过一个接合器互相啮合，这在图2中可以更清楚地看到。

中空的接合器24具有适于和轴4上的外花键4₁配合的内花键24₁，以及适于和环22中的内花键22₁配合的外花键24₂。这些花键4₁和22₁可参见图4A。

由两个相邻的花键22₁(图4A)所限定的齿槽(setback)标记为23₁，而由两个相邻的花键24₁(图2)所限定的齿槽标记为25₁，两个相邻的花键24₂(图2)所限定的齿槽标记为25₂。

此外，标号N₁表示分别位于轴4上和接合器24的内侧上的花键4₁和24₁的数目，而标号N₂表示分别位于接合器24的外侧上和环22上的花键24₂和22₁的数目。

还应当注意到N₁和N₂是不同的，它们优选地为互质数，并尤其是它们的差的绝对值等于1。

在所述及示出的示例中，假定N₁等于36，而N₂等于35。

在这种情况下，因为35和36为互质数，只有由接合器的内齿槽和一外花键组成的一对是径向对准的。该内齿槽标记为25’₁，而该外花键标记为24’₂，它们的共同轴线标记为A₁(图2)。

应当注意，一个由任意适当的装置作出的可见标记26沿轴A₁延伸。在本例中，该标记26是一径向线，其作用将在下面说明。

最后，该同步组件14包括两个长度相同的连杆28(图1)，每个连杆与两个杆16和20的相对端互相连接。应当注意，两个杆16和20从而通过连杆28形成了一个可变形的平行四边形。

为了触发断路器的打开与闭合，以一种本身已知的方式将一控制信号发送到控制组件2。然后，该控制信号释放所积蓄的能量以使得称为“驱动轴”的控制轴4开始转动。

通过该同步组件14，该驱动轴4从而使得断路室轴12或“从动轴”转动。该从动轴然后使移动触点10相对于固定触点8开始移动，以使得断路器位于其所期望的位置。

下面说明上述断路器的组装。

当要开始组装时，操作者首先被提供一个其驱动轴4位于一指定角度位置的控制组件2，其次，被提供一个其从动轴12也位于一指定角度位置的断路室6。然后，需要将同步组件14相对于该控制组件和断路室安装。

首先，应当注意，如果没有接合器24，这种安装将会特别地困难。然后，需要将两个环18和22直接安装到对应轴12和4上。

这时应当理解，当控制组件和断路室位于某一预定位置时，控制轴4或12的花键可能没有与对应的带花键的环22或18的齿槽配准，从而阻止它们互相配合。唯一经济可行的解决方案在于，使驱动轴12转动可以大至5°，即180/N₁，的一定的角度，这不可接受地改变了移动触点10的位置。

在本发明中，杆16中的环18必须首先装配到从动轴12上，这不会带来任何特别的困难。然后，将杆20中的环22设置在驱动轴4的周围，这也不会带来任何特别的困难，因为所述环22和所述轴没有设计成直接配合。

在该组装阶段，所述轴4和所述环22的相对的面限定了一个可以从图4A中看到的间隙29，接合器24将被容纳在该间隙中。

应当注意，接合器24存在一定的角位置可以将它最优地插入到所述间隙29中。所述最优角位置定位首先对应于和元件24上的内花键24₁配合的轴4上的花键4₁，然后对应于和元件24上的外花键24₂配合的环22上的花键22₁。

操作者可以通过使接合器24转动直至它识别出最优的角位置而逐步地进行。然而，这样一种可能性是不利地，因为它明显地加长了组装操作所需要的时间。

因此，对操作者有利的是使用一种如图3所示的辅助元件。

中空的该辅助元件总体上以标记30表示。它具有内花键30₁，其数目和齿距与接合器的花键24₁的数目和齿距相同。

相反，在其外周边上，辅助元件30是光滑的，即，没有花键。其外径基本上对应于基于外花键24₂所测量的接合器24的外径。

此外，在辅助元件30的体部上具有放射线32。这些放射线32的数目N₁对应于花键30₁的数目，通过位于相邻花键30₁之间的各凹槽31₁的中间。

然后，将辅助元件30置于轴4上，如图4B所示。该操作不需要任何特别的预防措施，尤其是在要赋予辅助元件30的角度位置方面。内花键30₁与花键4₁容易地配合，它们具有相同的数目，而元件30的光滑外表面与环22中的花键22₁不发生相互作用。

一旦辅助元件设置就位，需要确认线32’在其径向最外端是否相对于环22中的对应齿槽23₁最好地定心。所讨论的称为“最佳齿槽”的齿槽标记为23’₁，它通过操作者在环上对齐设置的一个标记26’来识别。

然后必须将辅助元件30从轴4和环2所限定的间隙29中取出。

然后，如图4C所示，将接合器24设置在所述间隙29中，同时注意将元件24上的标记26与环22上的标记26’对齐。

这使得可以优化两个操作，首先在花键24₁和4₁之间和然后在花键24₂和22₁之间。

从而使接合器上的内凹槽25₁与驱动轴4上的花键4₁准确地配合。

此外，将接合器上的外花键24₂最佳地定心在环22的内周边上的凹槽23₁上。如图4C中所示，标记26与图4B中所示的线32’重合，该线相对于凹槽23’₁最佳地定心，如上所述。

在参照图4A-4C所说明的该示例中，存在一精确地定心在环22的一个齿槽(23’₁)上的线32’。然而，该“最佳”线可以相对于带花键的环的面对的齿槽有一定程度的角度偏移。

在图5中示出了这样一种情况，其中与上述类似的机械元件被标记为相同的标号加上100。

如图5所示，“最佳”线132’相对于齿槽123’₁的中轴线A₂有一个标记为α的角度偏移。

可以理解，一旦识别出齿槽123’₁，并且然后一旦从间隙中取出辅助元件，则由于该情况，而不能插入接合器，因为存在所述角度偏移α。因此，必须将带花键的环120转过所述角度α，伴随着断路室轴12的预先转动。

为此，可以基于花键数目N₁和N₂确定所述角度α的最大值。该最大值以角度表示为等于180×ABS((N₂-N₁)/(N₁×N₂))，其中ABS对应于括号中所表示的数字的绝对值。

在上述情况下，其中N₁等于36，而N₂等于35，所述最大角度α等于0.14°。从而可以理解，控制轴12的这种转动不会影响断路器的正常操作，而与现有技术中的一般情况不同。

本发明不限于所述和所示出的示例。

从而，可以使辅助元件30上的各线32不与对应的齿槽31₁的中轴线对齐，而是，例如：与对应的花键30₁的中轴线对齐。在这种情况下，标记26则在接合器上的一个内花键和一个外花键之间延伸。

此外，除了在杆20的环22上的标记之外或代替该标记，可以在轴4上形成一个类似于标记26’或126’的标记。为此，可以以径向之外的其它方式并尤其是以一定的角度设置每一标记。

另外，可以使得在上杆16上而不是在下杆20上使用接合器24。在这种情况下，接合器位于控制轴12和带花键的环18的面对的面之间，而轴4与带花键的环22直接配合。

Claims (17)

1.一种断路器，它包括一个控制组件(2)，该控制组件具有一“驱动”第一带花键的控制轴(4)；所述断路器还包括一个断路室(6)，所述断路室具有至少一个移动灭弧触点(10)以及一个适于在打开和闭合位置之间移动所述移动触点(10)的“从动”第二带花键的控制轴(12)；所述断路器还包括一个用于同步所述驱动和从动轴(4、12)的同步组件，所述同步组件包括两个杆(16、20)，每个杆具有一个适于和对应轴(12、4)配合的带花键的环(18、22)，和两个连杆(28)，每个连杆在其两端部与相应的所述杆(16、20)铰接；

所述断路器的特征在于，所述环(22)之一具有数目为(N₂)的啮合元件(22₁)，该数目与和所述环配合的带花键的轴(4)上的啮合元件(4₁)的数目(N₁)不同；一个接合器(24)位于所述环与所述轴之间，所述接合器具有适于和驱动轴上的啮合元件(4₁)配合的内啮合元件(24₁)，和适于和所述带花键的环上的啮合元件(22₁)配合的外啮合元件(24₂)。

2.根据权利要求1的断路器，其特征在于，所述带花键的环(22)上的啮合元件(22₁)的数目(N₂)与控制轴(4)上的啮合元件(4₁)的数目(N₁)为互质数。

3.根据权利要求1或2的断路器，其特征在于，控制轴(4)上的啮合元件(4₁)的第一数目(N₁)与所述带花键的环(22)上的啮合元件(22₁)的第二数目(N₂)的差的绝对值等于1。

4.根据任一上述权利要求的断路器，其特征在于，控制轴(4)上的啮合元件和所述带花键的环(22)上的啮合元件的数目(N₁、N₂)中的较小者大于12，并优选地大于26。

5.根据权利要求2、3和4中任一项的断路器，其特征在于，所述控制轴(4)具有36个啮合元件(4₁)，而所述带花键的环(22)具有35个啮合元件(22₁)。

6.根据任一上述权利要求的断路器，其特征在于，所述接合器标记有一个径向和/或有角度地延伸的识别标记(26)。

7.根据权利要求6的断路器，其特征在于，所述识别标记(26)在连接元件(24)上的互相对齐的一个内齿槽(25’₁)和一个内啮合元件(24’₂)之间延伸。

8.根据权利要求6或7的断路器，其特征在于，所述识别标记(26)与在带花键的环(22)和/或控制轴(4)上的另一标记(26’)径向地对准。

9.根据任一上述权利要求的断路器，其特征在于，另一带花键的环(18)具有与它安装与其上的控制轴(12)相同数目的啮合元件，以与所述控制轴直接配合。

10.一种组装根据任一上述权利要求的断路器的方法，其特征在于包括下列步骤：

将另一带花键的环(18)安装在其轴(12)上；

将带花键的环(22)的内周边设置在其控制轴(4)的外周边的附近，以使所述内周边和外周边之间形成一个间隙(29)；和

将所述连接元件(24)插入到所述间隙(29)中，以使其与控制轴(4)和第一带花键的环(22)二者配合。

11.根据权利要求10的组装方法，用于组装根据权利要求8或9的断路器，其特征在于，在将所述连接元件(24)插入到所述间隙(29)中之前：

使用一个中空辅助元件(30)，它具有与接合器上的内啮合元件(24₁)相同的内啮合元件(30₁)，所述辅助元件(30)具有一外周边以使其可以被插入到所述间隙(29)中而不影响带花键的环(22)，所述辅助元件(30)具有均匀分布的径向标记(32)，所述径向标记(32)的数目与辅助元件上的所述内啮合元件(30₁)的数目相同；

将所述辅助元件(30)插入到所述间隙(29)中；

识别所述径向标记(32)的一个“最佳”标记，该“最佳”标记对应于可以自由地将连接元件(24)插入到间隙(29)中的一个自由位置；

在所述带花键的环(22)和/或轴(4)上形成对应于所述自由插入位置的所述另一标记(26’)；

从间隙(29)取出所述辅助元件(30)；和

在所述最佳插入位置将所述接合器(24)插入到所述间隙(29)中。

12.根据权利要求11的组装方法，其特征在于，在将所述接合器(24)插入到所述间隙(29)中的同时，将接合器(24)上的识别标记(26)与所述带花键的环(22)和/或轴(4)上的所述另一标记(26’)对齐。

13.根据权利要求11或12的组装方法，其特征在于，所述辅助元件(30)上的各径向标记(32)从两个相邻的啮合元件(30₁)之间的所述辅助元件的一个内齿槽延伸。

14.根据权利要求13的组装方法，其特征在于，识别出所述最佳径向标记(32’)，该最佳标记相对于所述带花键的环(22)中的一个面对齿槽(23’₁)和/或相对于轴(4)上的一个面对的啮合元件最佳地定心。

15.一种用于实施根据权利要求10-14中任一项所述的组装方法的辅助元件(30)，所述辅助元件(30)是中空的并在其内周边上具有内啮合元件(30₁)，以及均匀分布的径向标记(32)，所述标记的数目(N₁)与所述内啮合元件(30₁)的数目相同。

16.根据权利要求15的辅助元件，其特征在于，每一径向标记(32)从两个相邻的啮合元件(30₁)之间的一个内齿槽(31₁)延伸。

17.根据权利要求15或16的辅助元件，其特征在于，它具有一个光滑的外周边，尤其是一圆柱形的外周边。

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