CN85107640A - 电路断路器的弹簧式操作机构 - Google Patents

Abstract

在一种用于电路断路器的弹簧操作机构中，电动机的转动力引起棘爪的摆动，使牢固安装在主轴上的棘轮转动并使合闸弹簧储能，合闸弹簧储存的能量又用来使电路断路器合闸和分闸。该操作机械的特征在于主轴上安装有单向旋转离合器。

Description

本发明涉及一种用于电路断路器的弹簧式操作机构，其中电动机的转动力使弹簧储能，而储能弹簧的能量用来使电路断路器合闸和分闸，本发明特别涉及其改进机构。

下面将叙述一种传统的电路断路器的弹簧式操作机构的实例，其结构如图1至图4所示。操纵杆3可转动的安装在销子2上，而销子2支撑在底座1上。在操纵杆3一端的销子4和断路器（图中未表示）连接并被分闸弹簧（图中未示）按箭头a所示的方向推向一边。操纵杆3的另一端成形有槽5，滚轮6在槽5内可转动的安装在销子7上。同时，销子8支撑在操纵杆3的槽5内并可转动，以便和用销子9可转动的支撑在底座1上的制爪10相啮合，从而防止操纵杆3由于偏向力的作用，按图面所示的箭头a的方向绕销子2逆时针方向转动。而同时制爪10由于受销子8的推动力，促使其绕销子9作顺时针方向转动。制爪10由于和制子12的接触阻止了其转动。制子12用销子11可转动的安装在底座1上。标号13和14分别表示制爪10和制子12的复位弹簧。制子12上和制爪10接合端相对的另一端紧靠着顶杆15，当分闸电磁铁16通电流时，顶杆15向图面的右方移动。底座1还支撑着主轴17，主轴17可以转动，其上固定有凸轮18。

如图3所示，棘轮19安装在主轴17上。棘轮19的整个外圆周上开有槽20，如图4所示。槽20的两侧大约大半个圆周上加工有牙21，如图3所示。当棘轮19由于合闸弹簧37的推动要作如图面3的逆时针方向转动时（后面再作说明），其转动由于销22和制爪24相啮合而被阻止，销22可转动的安装在棘轮19上，而制爪24用销子23可转动的安装在底座1上。在此同时，制爪24由于销22的作用力，促使其作如图面3的逆时针方向转动，此转动由于制爪24和制子26的啮合而被阻止，而制子是用销子25可转动的安装在底座1上的。制爪24和制子26装有复位弹簧27和28。制子26紧靠在顶杆29的端部上，顶杆29在合闸电磁铁30通电流时向右方移动。底座1在靠近棘轮19的地方还可转动的支撑有偏心轴31。偏心轴31连接到图中未表示的电动机上。偏心轴31有两个偏心部分，其上安装有较小的棘爪32和较大的棘爪33，并可转动。小棘爪32及大棘爪33和棘轮19的牙21相啮合，当偏心轴31转动时，小棘爪32和大棘爪33摆动使棘轮19逆时针方向转动。弹簧拉杆34的一端通过销子35可转动的安装在棘轮19上，而其另一端和弹簧支座36接合。弹簧支座36和配置在弹簧导筒38内的合闸的弹簧37的一端相接触，以接受如图3所示的状态下的弹簧力。这个弹簧力被传递到主轴17上，使其逆时针方向转动。

图4是沿图2Ⅳ-Ⅳ线的剖视图，图中表示了主轴17上固定地安装了棘轮19，棘轮和底座之间装有垫圈39、还有凸轮18装在垫圈40和41之间。主轴17通过轴承44和45可转动地支撑在底座1上，轴承44和45又放置在固定导环42和43上。

下面描述上述机构的操作过程，首先说明分闸操作。在图2中，分闸电磁铁16通电时，顶杆15向图面右方移动，推动制子12使之顺时针方向转动，于是制子12脱开，制爪10就顺时针方向转动并和销子8脱开。因此，操纵杆3受箭头a方向上的弹簧力的作用逆时针方向转动，图中未示的和销子4连接的断路装置分闸。这种情况下，由于主轴17没有转动，图3所示的部分没有工作，在分闸过程中保持图示的位置。图5表示了图2中的各另件在分闸操作过程结束时的状态。

其次描述合闸操作过程。参照图3，合闸电磁铁30通电时，顶杆29向图面右方移动，紧靠在制子26上，使之顺时针方向转动，使得制子26和制爪24的接合被松开，制爪24就逆时针方向转动，使制爪24和销子22脱开。这引起棘轮20和主轴17受合闸弹簧37的弹簧力的作用而作逆时针方向转动。主轴17的转动带动凸轮18逆时针方向转动。当凸轮18从图5所示的位置逆时针方向转动时，滚轮6在凸轮18的凸面上滚动，使操纵杆3顺时针方向转动，因此，和销子4连接的断路装置（图中未示）合闸，并且使分闸弹簧（图中未示）储能。当操纵杆3顺时针方向转动到图2所示的位置时，制爪10和制子12由复位弹簧13和14使其回位，制爪10和销子8相啮合，因此，甚至当凸轮18继续转动而滚轮6和凸轮凸面脱离开时，由于分闸弹簧在箭头a方向上的弹簧力的作用而使操纵杆3作逆时针方向的转动作用就被阻止，继续保持合闸位置。

从另一方面来说，主轴17受合闸弹簧37的弹簧力作用而作逆时针方向转动，该弹簧力是通过弹簧支座36、弹簧拉杆34和棘轮19而施加在其上的，直到合闸弹簧达到最大伸长状态为止。主轴17、凸轮18和棘轮19上由合闸弹簧37所提供的转动能量使主轴17继续转动并使合闸弹簧37储能。在稍微停止一会儿以后，主轴17受合闸弹簧力的作用开始作顺时针方向转动，直到棘轮19的牙21和小棘爪32与大棘爪33的端部相啮合时才停止。图6说明了图5所示的部分在合闸操作结束后的状态。图7则说明了图3所示的部分在合闸操作结束后的状态。

下面再描述合闸弹簧的储能过程。当偏心轴31被电动机（图中未示）从图7所示的状态转动时，其中的小棘爪32和大棘爪33的端部和棘轮19的牙21啮合，由于小棘爪32和大棘爪33的摆动，推动牙21使棘轮19逆时针方向转动。棘轮19转动时，主轴17也转动并使合闸弹簧37储能。当棘轮19转动到接近图3所示的位置时，制爪24和制子26由复位弹簧27和28使其回到原位。当棘轮19的逆时针方向转动超过了合闸弹簧37的最大压缩的状态时，棘轮19上的销子22和制爪24啮合，以保持合闸弹簧的储能状态。这在前面描述过并由图3表示出来。

在这种传统的弹簧式操作机构中，在合闸操作的最后关头，这些和棘轮19的牙21相啮合的小棘爪32和大棘爪33会由于合闸弹簧37的作用而受到冲击并产生过大的扭矩。由此，棘轮19的牙21和小棘爪32及大棘爪33的端部就会受到损坏以致不能完成对合闸弹簧的储能。因此，传统的设计有一个缺点，即机构的可靠性很低。

因此，本发明的一个目的是提出一种可靠的用于电路断路器的弹簧式操作机构。

本发明的另一个目的是提出一种用于电路断路器的弹簧式操作机构，该机构可减少棘轮牙和棘爪的损坏并增加机构的可靠性。

考虑到上述目的，本发明属于一种用于电路断路器的弹簧操作机构，其中电动机的转动力引起棘爪的摆动，使牢固安装在主轴上的棘轮转动并使闭合弹簧储能。合闸弹簧储能的能量又用来使电路断路器合闸和分闸。该机构的特征在于主轴上安装有单向旋转离合器。

下面结合附图对本发明的最佳实施例进行详细描述，会使本发明更加清楚了然。

图1是用于电路断路器的一种传统的弹簧式操作机构的实例的正视图，断路器处于合闸状态。

图2是沿图1Ⅱ-Ⅱ线的剖视图。

图3是沿图1Ⅲ-Ⅲ线的剖视图。

图4是沿图2Ⅳ-Ⅳ线的剖视图。

图5是类似于图2的剖视图，但表示的是分闸操作已经完成的状态。

图6是类似于图5的剖视图，但表示的是合闸操作已经完成的状态。

图7是类似于图3的剖视图，但它表示的是合闸操作已经完成的状态。

图8是类似于图4的剖视图，但它表示的是本发明的用于电路断路器的弹簧式操作机构的一个实施例。

图8所表示的本发明的一个实施例的剖视图和图4相似。本发明的特征在于主轴17上固定有导环46，它又和单向旋转离合器47（通常用商业名称来表示，如凸轮离合器或单向离合器）耦合，主轴17只允许作逆时针方向（从图2和图3去看）转动，并借助于离合器阻止其顺时针方向转动。从其他方面看，本发明的弹簧式操作机构结构和图1到图7所示的传统机构的结构是相同的。

由于本发明机构的操作除了合闸的最后阶段外，其他方面都和传统机构的操作相类似。因此只就合闸的最后阶段进行说明。在图3、7和8中，和传统结构的情况一样，主轴17由于合闸弹簧的弹簧力的作用继续逆时针方向转动，甚至在合闸弹簧37到达最大伸长位置时，主轴还转动并对合闸弹簧加载，当能量完全储存到弹簧中去的时候就停止了转动。这时，虽然主轴17受合闸弹簧的弹性力作用企图开始顺时针方向转动，但是该转动被单向旋转离合器47所阻止。这时，棘轮企图顺时针转过一个和主轴17的扭转量相当的量，但是由于转动扭矩已经消耗为用以扭转主轴的变形能，所以棘轮19的牙21和小棘爪32及大棘爪33相啮合时，它们之间的冲击力会显著的减少。

如上面所述，根据本发明的在主轴上安装有单向旋转离合器的结构，其优点是棘轮牙和小棘爪及大棘爪之间在合闸的最后阶段的冲击力能够减少，可获得可靠的弹簧式操作机构。

Claims (1)

1. 一种用于电路断路器的弹簧操作机构，其中，电动机的转动力引起棘爪(32，33)的摆动，使牢固安装在主轴(17)上的棘轮(19)转动，并使合闸弹簧(37)储能，合闸弹簧(37)储存的能量又用来使电路断路器合闸和分闸，其特征在于上述主轴(17)上安装有单向旋转离合器(47)。

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