CN101320636B - 用于关闭电气开关装置的弹簧驱动活塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于关闭电气开关装置的弹簧驱动活塞。用于电气开关装置的操作机构关闭组件(54)具有构造成接合和移动肘节组件(58)的活塞组件(60)。活塞组件包括优选在直的路径上行进并接合肘节组件的活塞体部(94)。该路径可由贯穿活塞体部的一个或多个销(84)限定。一个或多个弹簧(120，122)联接到活塞体部，并将活塞体部朝肘节组件偏压。弹簧可方便地围绕销布置。在此构型中，由弹簧产生的力实质上直接施加到肘节组件上。肘节组件联接到并构造成旋转极轴(56)，该极轴进一步联接到并构造成致动电气开关装置的触点(26)。因此，由于弹簧产生的力不经由一个或多个凸轮(134)传递，所以所需的力以及相应地弹簧的尺寸都比现有技术减小。

Description

用于关闭电气开关装置的弹簧驱动活塞

技术领域

本申请涉及一种电气开关装置操作机构，更具体地涉及一种构造成与操作机构内的肘节组件(toggle assembly)操作性接合的弹簧操控活塞(ram)。

背景技术

电气开关装置通常包括外壳、至少一个具有一对触点的母线组件、跳闸装置、以及操作机构。壳体组件构造成用于绝缘以及封装其它部件。所述至少一对触点包括一固定触点和一活动触点，并且通常包括多对固定触点和活动触点。每个触点与传导母线联接并电连通，该传导母线进一步与线路或者负载联接并电连通。跳闸装置构造成用于检测过电流状况并致动操作机构。操作机构构造成用于打开触点-无论是通过手动或者随着跳闸装置的致动-以及关闭触点。

也就是说，操作机构包括关闭组件和打开组件两者，它们可具有共同的元件，这些元件构造成在第一打开位置和第二关闭位置之间移动活动触点，其中在该第一打开位置触点是分开的，而在该第二关闭位置触点相联接并电连通。操作机构包括联接到活动触点并构造成在关闭位置和打开位置之间移动每个活动触点的可旋转极轴。关闭组件和打开组件的元件都被联接到该极轴以便实现触点的关闭和打开。

在现有技术中，低压和中压电气开关装置的操作机构通常具有能量存储装置，例如打开弹簧，以及联接到极轴的至少一个联结件。所述至少一个联结件通常包括作为一肘节组件协同工作的两个联结件。当触点被打开时，肘节组件位于第一折叠构型，相反地，当触点被关闭时，该肘节组件通常位于第二肘节位置或轻微过肘节位置。弹簧将肘节组件偏压到折叠位置。弹簧和肘节组件被跳闸装置保持在第二肘节位置。

跳闸装置包括过电流传感器、锁闩组件，并且可包括联接到肘节组件的一个或多个额外的联结件。可选地，锁闩组件被直接联接到肘节组件。当过电流情况发生时，锁闩组件被释放以允许打开弹簧致使肘节组件折叠。当肘节组件折叠时，联接到极轴的肘节组件联结件导致极轴转动并因此将活动触点移动到打开位置。

在低压和中压电气开关装置中，关闭触点所需的力通常比人能够施加的力要大，因此操作机构通常包括用于关闭触点的机械关闭组件。该关闭组件通常包括至少一个能量存储装置，例如弹簧，和/或马达。关闭弹簧通常具有大约2英寸的直径和大约5-6英寸的长度。这些弹簧构造成可施加大约1000磅的力。普通的构型包括在关闭组件内压缩一个或多个弹簧的马达。即，关闭弹簧联接到凸轮滚轮，该凸轮滚轮与联接到马达的凸轮接合。随着马达旋转凸轮，该关闭弹簧被压缩或加载/储能。肘节组件也包括通常在肘节接头处的凸轮滚轮。关闭组件还包括一个或多个与关闭弹簧凸轮一起设置在共用凸轮轴上的凸轮。可选地，根据凸轮的构型，关闭弹簧凸轮滚轮和肘节组件凸轮滚轮都与同一凸轮相接合。当关闭弹簧被释放时，关闭弹簧凸轮滚轮向相关凸轮施加力并导致凸轮轴旋转。也就是说，凸轮滚轮与凸轮“操作性地接合”。凸轮轴的旋转还将导致与肘节组件凸轮滚轮相关的凸轮旋转。当与肘节组件凸轮滚轮相关的凸轮旋转时，该凸轮导致肘节组件凸轮滚轮，进而导致肘节组件，被移动到选定的位置和/或构型。更具体地，肘节组件被移动以便将极轴旋转到触点关闭的位置。因此，来自关闭弹簧的储存能量经由凸轮、凸轮轴、肘节组件和极轴被传递到触点。

例如，在一个关闭过程期间，肘节组件最初将被折叠，因此触点被打开。当关闭弹簧被释放时，与肘节组件凸轮滚轮相关的凸轮的旋转将导致肘节组件退回到第二肘节位置，从而关闭触点。这个动作也会对打开弹簧加载。同时，或者几乎同时，跳闸装置锁闩将被重置从而将肘节组件保持在第二肘节位置。在触点关闭后，通常会重新对关闭弹簧加载以便触点在一次过电流跳闸后可以迅速地再次关闭。也就是说，如果关闭弹簧被加载，则触点可在不需要等待对关闭弹簧加载的情况下几乎立即关闭。

尽管这种构型是有效的，但是需要大量部件，其中每个部件都需要操作空间并且每个部件都会受到磨损。而且，在特定部件不被使用的操作期间，某些部件会受到相当大的力，这将增加它们的磨损。例如，在这种构型中，在释放关闭弹簧期间，用于对关闭弹簧加载的凸轮仍然与其它部件接合。正是这种操作性接合导致了磨损的增加。因此，需要一种具有数量减少的部件的操作机构。还需要一种具有尺寸和力减小的关闭弹簧的操作机构。

发明内容

这些要求和其它要求都可以通过本发明的至少一个实施例满足，本发明提供一种构造成接合和移动肘节组件的活塞组件。该活塞组件包括活塞体部，该活塞体部优选地在直的路径上行进并与肘节组件接合。该路径可由一个或多个贯穿活塞体部延伸的销限定。一个或多个弹簧联接到活塞体部并朝肘节组件偏压该活塞体部。该弹簧可方便地围绕销布置。在这种构型中，由弹簧产生的力实质上被直接地施加到肘节组件上。因此，由于弹簧产生的力没有经由一个或多个凸轮传递，所以所需的力，以及因此弹簧的尺寸，相对于现有技术减小。使用较小弹簧和较低弹簧力将会进一步减小操作机构的尺寸以及在其它操作机构部件上的磨损。

更进一步地，在这种构型中，关闭弹簧和活塞组件通过包括摇臂组件的加载组件来加载。则关闭弹簧和活塞组件被该摇臂组件保持在适当位置。直到活塞被释放，该摇臂组件才从活塞组件释放。一旦被释放，则该摇臂组件从活塞组件移开。因此，当弹簧被卸载时，由于摇臂与活塞组件脱离接合，所以关闭组件不会受到剧烈的关闭力。在关闭操作完成后，摇臂组件可以与此时关闭的活塞组件重新接合。然后，加载组件被设定为开始另一个对弹簧和活塞组件加载的循环。

附图说明

结合附图，从下面对优选实施例的描述中可以得到关于本发明的完整理解，其中：

附图1是电气开关装置的等距视图，其中前盖被移除。

附图2A是电气开关装置的侧视图，其中为了清楚起见前盖被移除并且选定部件被移除，并且锁闩组件位于第一位置。附图2B是电气开关装置的侧视图，其中为了清楚起见前盖被移除并且选定部件被移除，并且锁闩组件位于第二位置。

附图3是关闭组件的等距视图，其中为了清楚起见侧板被移除。

附图4是位于第一位置/构型的活塞组件和肘节组件的侧视图。

附图5是位于第二位置/构型的活塞组件和肘节组件的侧视图。

具体实施方式

如这里所使用的，“联接(coupled)”表示在两个或更多个元件之间的联结，不管是直接的还是间接的，只要有联结发生即可。

如这里所使用的，“直接联接”表示两个元件直接相互接触。

如这里所使用的，“固定联接”或者“固定”表示两个部件联接成作为一体移动。

如这里所使用的，当涉及直接与凸轮联接的部件时所使用的“操作性接合”表示通过该部件施加给凸轮的力足以导致凸轮旋转。

如附图1所示，电气开关装置10包括限定封闭空间14的壳体组件12。在附图1中，壳体组件12的前盖虽然没有被示出，但在本领域是公知的。电气开关装置10还包括导体组件20(示意性示出)，该导体组件20具有至少一个线路端子22，至少一个线路导体24，至少一对可分离触点26，至少一个负载导体28和至少一个负载端子30。该至少一对可分离触点26包括固定触点32和活动触点34。该活动触点34构造成在第一打开位置和第二关闭位置之间移动，其中在该第一打开位置触点32，34是分离的，在该第二关闭位置触点32、34相互接触并实现电连通。电气开关装置10还包括跳闸装置40以及操作机构50。操作机构50一般构造成使至少一对可分离触点26在第一打开位置和第二关闭位置之间移动，对该操作机构50将在下面详细描述。跳闸装置40构造成检测过电流状况，并且在检测到这种状况时致动操作机构50以打开该至少一对可分离触点26。

电气开关装置10还包括至少两个-通常是多个-侧板27。该侧板27以基本平行的取向设置在壳体组件12内部。侧板27包括多个开口29，其它部件可以附接到所述开口或者其它部件可以贯穿所述开口。如下面所描述的，在两个相邻侧板27上的开口29通常被对齐。当侧板27是优选实施例时，可以理解，该壳体组件12也可适配成包括需要的开口和/或附接点，从而有效地将侧板27结合在壳体组件12中(未示出)。

电气开关装置10可以具有一个或更多个极，即，分别具有相关导体和端子的一对或多对可分离触点26。如附图中所示，壳体组件12包括三个腔室13A、13B、13C，它们每个均封闭作为电气开关装置10的一个极的一对可分离触点26。具有一个中性极的三极构型或四极构型在本领域是公知的。操作机构50构造成控制位于电气开关装置10内的所有成对的可分离触点26。因此，可以理解，操作机构50的选定元件，例如但不限于，极轴56(下面将讨论)跨越全部三个腔室13A、13B、13C并与每对可分离触点26相接合。但是，下面的讨论将不会具体地阐述每对特定的可分离触点26。

如附图2所示，操作机构50包括打开组件52和关闭组件54，该打开组件52构造成将至少一对可分离触点26从第二关闭位置移动到第一打开位置，并且该关闭组件54构造成将至少一对可分离触点26从第一打开位置移动到第二关闭位置。打开组件52和关闭组件54都使用操作机构50的共用部件。打开组件52不是要求保护的发明的一部分，但是为了下面讨论的目的，应理解打开组件52是构造成将各种部件移动到下面讨论的位置的组件。此外，应指出，打开组件52包括托架组件53，该托架组件53除了其它功能以外，还用作肘节组件58的肘节止动件和肘节促动件(togglekicker)(下面将讨论)。

如附图2-4所示，关闭组件54包括极轴56，肘节组件58，活塞组件60和加载组件62(附图1)。极轴56是可旋转地联接到壳体组件12和/或侧板27的延长的轴体部64。极轴56包括多个布置在从极轴体部64延伸出的安装块68上的安装点66。如附图1中概括所示，极轴56联接到活动触点34。极轴56构造成在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置活动触点34位于其第一打开位置，在第二位置活动触点34位于其第二关闭位置。

应指出，如附图3所示，在肘节组件58内的单个“联结件(link)”可以包括两个或更多个构件59A、59B，它们具有相似的形状，保持处于间隔开的关系，并且一致地运动。还可以使用多个联结构件59A、59B以便例如为联结件提供附加的强度，或者用于基于空间考虑不允许使用单个厚联结件的情况。因为这些联结构件59A、59B执行相同的功能，具有相似的形状，并一致地运动，所以下面的讨论将通过单个参考编号来简单地标识联结件，正如附图4和5的侧面视图中所示的那样。可以理解，对一个联结件的描述适用于两个联结构件59A、59B。

如附图4和5所示，肘节组件58包括第一联结件70和第二联结件72，它们均为大致扁平的、延长的体部。第一和第二联结件70、72具有第一外端部74、76(分别地)和第二内端部78、80(分别地)。第一联结件70和第二联结件72在第一联结件内端部78和第二联结件内端部80处可旋转地联接在一起。在这个构型中，第一和第二联结件70、72形成了肘节接头82。该肘节接头82可包括肘节滚轮86。即，第一联结件内端部78和第二联结件内端部80可通过大致垂直于每个联结件70、72的平面延伸的销84可旋转地联接在一起。销84还可限定肘节滚轮86的轴线，该肘节滚轮86实质上是一个轮。肘节滚轮86的直径的尺寸足以延伸越过第一和第二联结件70、72的边缘。第一联结件外端部74可旋转地联接到壳体组件12和/或侧板27。为了此公开的目的，第一联结件外端部74可以被视为固定枢转点，但是应指出，第一联结件外端部74可移动地安装在侧板27上的凹槽25内。第二联结件外端部76可旋转地联接到极轴56，并且更具体地，可旋转地联接到安装点66。

肘节组件58构造成在第一折叠构型(附图4)和第二轻微过肘节构型(附图5)之间移动。在过肘节构型中，肘节组件通常越过肘节大约5-15度，并且优选地越过肘节大约10度。在第一折叠构型中，第一和第二联结件外端部74、76总体上比肘节组件58处于第二过肘节构型时更靠近在一起。因此，由于第一联结件外端部74是一个固定枢转点，当肘节组件58在第一折叠构型和第二过肘节构型之间移动时，第二联结件外端部76被朝向第一联结件外端部74拉动，或者被推离第一联结件外端部74。这个运动导致极轴56在其第一和第二位置之间移动。也就是说，当肘节组件58处于第一折叠构型时，极轴56位于其第一位置，并且如上面所描述的，活动触点34位于其第一打开位置。而且，当肘节组件58位于第二过肘节构型时，极轴56位于其第二位置，并且如上面所描述的，活动触点34位于其第二关闭位置。

活塞组件60具有至少一个偏压装置89(优选为压缩弹簧90)、引导组件92、和活塞体部94。该活塞体部94优选地包括大致平坦的前表面96，其构造成与肘节接头82、更优选地与肘节滚轮86相接合。活塞体部94可以是实心的，但是在一个优选实施例中，活塞体部94基本是空心的，其具有联接到帽状前板93的环状侧壁95。前表面96为前板93的外部表面。活塞体部94构造成沿着由引导组件92限定的行进路径在第一缩回位置和第二延伸位置之间移动。在一个实施例中，活塞体部94具有大约2.1英寸的侧向宽度并限定至少一个-优选地两个-在行进路径的方向上延伸的通道98、99(附图3)。活塞体部94还可以具有至少一个-优选地两个-布置在活塞体部94的相对侧面上的滚轮100。通道98、99和活塞滚轮100与引导组件92的一个相关实施例协作。也就是说，对于这个实施例，引导组件92包括至少一个-优选地两个-延长的、总体上直的销104、106(附图3)，它们以间隔开的、总体上平行的取向布置。此外，壳体组件12和/或侧板27可限定布置在活塞体部94的行进路径的每一侧上的凹槽25。当组装时，销104、106延伸穿过通道98、99，并且活塞体部滚轮100分别布置在一个凹槽25中。在这个构型中，活塞体部94局限于由引导组件92限定的大致线性运动。

引导组件92还包括基板110和挡板112。每个销104、106具有基底端114和末梢端116。每个销的基底端114联接到基板110，并且每个销的末梢端116联接到挡板112(附图5)。也就是说，基板110和挡板112保持销104、106处于间隔开的、总体平行的构型。此外，在上面描述的实施例中，基板110和挡板112还限制和限定活塞体部94的行进路径。也就是说，活塞体部94被截留在基板110和挡板112之间。

所述至少一个弹簧90构造成将活塞体部94从第一缩回位置朝向第二延伸位置偏压。当活塞体部94位于第一缩回位置时，该至少一个弹簧90被加载或压缩。当活塞体部94位于第二延伸位置时，该至少一个弹簧90被卸载。优选地，该至少一个弹簧90布置在基板110和活塞体部后表面97之间。该活塞体部后表面97优选地是前板93的内部侧面。也就是说，活塞体部后表面97布置在前板93的与前表面96相对的一侧。在前面公开的实施例中，即，具有两个通道98、99的活塞体部94和两个销104、106，该至少一个弹簧90优选地为两个弹簧120、122，并且每个弹簧120、122布置在两个销104、106之一的周围。对于600伏的电气开关装置，其中关闭三对触点26所需要的关闭能量为50焦耳，弹簧120、122中的每一个大约3.5英寸长，并具有大约0.75英寸的直径。

如附图1和2所示，加载组件62包括加载操作器130，凸轮轴132，凸轮134，以及摇臂组件136。该加载操作器130是联接到凸轮轴132并且构造成旋转凸轮轴132的设备。加载操作器130可以是手动把手组件140和/或如附图1所示的动力马达(power motor)142。该凸轮轴132是延长的轴，其可旋转地联接到壳体组件12和/或侧板27。凸轮134被固定到凸轮轴132，并构造成围绕枢转点与该凸轮轴132一起旋转。凸轮134包括外部凸轮表面150。该外部凸轮表面150具有最小直径点152，最大直径点154，以及停止直径155。凸轮134构造成在如附图2中的箭头所示的单个方向上旋转。该外部凸轮表面150的直径沿旋转方向从最小直径点152朝最大直径点154逐渐地增加。在凸轮的最大直径点154之后，外部凸轮表面150的直径在一段下坡153上轻微地减小。该下坡153通向停止直径155，然后是末端157。如下面所阐述的，下坡153到停止直径155是来自至少一个弹簧90的力所施加的表面，并且该表面有助于在合适方向上的旋转，从而当“关闭锁闩”释放凸轮轴132从停止直径155旋转到凸轮末端157时，凸轮从动件164从凸轮末端157落下并且进入凸轮152的凹部。如图所示，外部凸轮表面的最小直径点152和外部凸轮末端157设置成在外部凸轮表面150上彼此紧密邻近。从而，在最小直径点152和凸轮末端157之间具有台阶156。还应指出，由于凸轮从动件164(下面将会讨论)的直径，该凸轮从动件164不会与最小直径点152接合，而是接合在与最小直径点152紧密邻近的位置。

摇臂组件136包括延长的体部160，其具有枢转点162，凸轮从动件164，以及活塞体部接触点166。摇臂组件体部160在摇臂体部枢转点162处枢转地联接到壳体组件12和/或侧板27。摇臂组件体部160可围绕摇臂体部枢转点162旋转，并且构造成在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置摇臂体部的活塞体部接触点166设置成邻近底板110，在第二位置摇臂体部的活塞体部接触点166邻近挡板112。如上面刚刚使用过的，“邻近”是有关摇臂组件体部160的位置的比较性形容词。摇臂体部的活塞体部接触点166构造成接合并移动活塞体部94。如图所示，摇臂体部的活塞体部接触点166与围绕活塞体部滚轮100之一的轮轴布置的轴承101接合(附图3)。摇臂组件体部160在基本平行于活塞体部94的行进路径的平面内移动，更优选地，在基本平行于侧板27的平面的平面内移动。摇臂体部的凸轮从动件164基本垂直于摇臂组件体部160的纵向轴线延伸，并且构造成与外部凸轮表面150接合。摇臂体部的凸轮从动件164可包含滚轮170。

关闭组件54如下所述地被组装在壳体组件12内。肘节组件58被布置成第一联结件外端部74可旋转地联接到壳体组件12和/或侧板27。第二联结件外端部76可旋转地联接到极轴56，更具体地，可旋转地联接到安装点66。活塞组件60邻近肘节组件58布置并且活塞体部的前表面96邻近肘节接头82。也就是说，肘节组件58和活塞组件60相对于彼此定位，以使得肘节接头82被布置在活塞体部94的行进路径内。更具体地，当肘节组件58在第一折叠构型和第二过肘节构型之间移动时，肘节接头82也移动通过一定路径。肘节接头82的路径一般设置在活塞体部94的行进路径内。因此，活塞体部94构造成与肘节接头82相接合。在一个优选实施例中，当肘节组件58位于第二过肘节构型时，活塞体部94的行进路径不会延伸到肘节接头82的位置。

摇臂组件136邻近活塞组件60布置在壳体组件12内。更具体地，摇臂体部的活塞体部接触点166被布置成接触活塞体部滚轮100的前侧，该前侧是与该至少一个弹簧90相对的一侧。在这个构型中，凸轮134的旋转导致活塞体部94在第二延伸位置和第一缩回位置之间移动。也就是说，假设活塞体部94位于第二延伸位置并且凸轮从动件164被布置在外部凸轮表面150上的邻近外部凸轮表面的最小直径点152的位置，则摇臂组件体部160位于第二位置。一旦致动加载操作器130，则凸轮轴132和凸轮134旋转，从而导致凸轮从动件164在外部凸轮表面150上移动。在凸轮从动件164与外部凸轮表面150接合的点处，外部凸轮表面150的相对直径随着持续的旋转而增加。随着外部凸轮表面150的相对直径增加，摇臂组件体部160朝第一位置移动。当摇臂组件体部160移动到第一位置时，摇臂体部的活塞体部接触点166与活塞体部轴承101相接合并且将活塞体部94移动到第一位置，从而压缩该至少一个弹簧90。当活塞体部94移动到第一位置时，摇臂体部的凸轮从动件164位于停止直径155处。当摇臂体部的凸轮从动件164位于停止直径155处时，来自该至少一个弹簧90的力经由活塞体部94和摇臂组件体部160被传递到凸轮134。也就是说，所述力施加在基本径向向内的方向上。由于停止直径155处的凸轮直径小于最大直径点154处的凸轮直径，所以促使凸轮旋转以离开凸轮的最大直径点154，即，朝向台阶156。凸轮轴132的旋转由锁闩组件180控制，这将在下面进行讨论。

在这个位置，凸轮134的任何进一步旋转都将使得摇臂体部的凸轮从动件164落在台阶156上。当摇臂体部的凸轮从动件164落在台阶156上时，摇臂体部的凸轮从动件164不会操作性地与凸轮134接合。也就是说，尽管可能由摇臂体部的凸轮从动件164在凸轮134上施加了较小的力，所述力也是不明显的，不会导致凸轮134旋转，并且不会导致凸轮134产生明显的磨损。进一步地，当摇臂体部的凸轮从动件164落在台阶156上时，由于摇臂体部的凸轮从动件164此时与外部凸轮表面的最小直径点152接合，所以摇臂组件体部160可以自由地移动到第二位置。可以看出，当摇臂体部的凸轮从动件164设置在外部凸轮表面的停止直径155处时，凸轮134与摇臂组件136接合，该摇臂组件136进一步与活塞组件60接合，从而将该至少一个弹簧90保持在加载状态。

凸轮134和摇臂组件136由锁闩组件180保持在加载构型。锁闩组件180包括锁闩凸角(lobe)182，锁闩滚轮184，锁闩支承件(prop)186和锁闩D-轴188。锁闩凸角182被固定到凸轮轴132上，并且相对于凸轮134保持特定取向。锁闩滚轮184与锁闩支承件186可旋转地联接，并构造成在锁闩凸角182的表面上滚动。锁闩支承件186具有延长的、基本为扁平的体部190，该体部190具有锁闩滚轮184的安装座192，枢转点194和锁闩边缘196。锁闩支承件体部190可枢转地联接到侧板27并且构造成在第一位置(附图2A)和第二位置(附图2B)之间枢转或摆动。在该第一位置，锁闩边缘196与锁闩D-轴188的外部直径相接合并从而被保持在适当位置。进而，锁闩滚轮184被保持在抵靠锁闩凸角182的适当位置，并且防止凸轮轴132旋转。该锁闩D-轴188构造成响应用户输入，例如螺线管(未示出)的致动，而旋转。如本领域已知的，当该锁闩D-轴188旋转时，锁闩边缘196越过该锁闩D-轴188。这使得锁闩支承件体部190能够移动到第二位置处。当该锁闩支承件体部190位于第二位置时，锁闩滚轮184不与锁闩凸角182接合，并且如上面讨论过的那样，由于该至少一个弹簧90的偏压，该凸轮轴132将会旋转。

在这个构型中，关闭组件54如下进行操作。为了便于讨论，首先将会对处于过电流状态后的典型状态中的电气开关装置10进行描述。也就是说，该至少一对可分离触点26位于第一打开位置，该极轴56位于第一位置，该肘节组件58位于第一构型，该活塞体部94位于第一位置并且该至少一个弹簧90被加载，并且该摇臂组件体部160位于第一位置。为了关闭该至少一对可分离触点26，一操作器致动锁闩组件180以使得锁闩D-轴188旋转，如上所述。当凸轮轴132不再被锁闩组件180保持时，凸轮134轻微地旋转以使得摇臂体部的凸轮从动件164落在台阶156上。当摇臂体部的凸轮从动件164落在台阶156上时，随着摇臂体部的凸轮从动件164此时在邻近外部凸轮表面的最小直径点152处与外部凸轮表面150接合，该摇臂组件体部160可自由地移动到第二位置。此时，该至少一个弹簧90不再被限制，并且该至少一个弹簧90将活塞体部94从第一缩回位置朝第二延伸位置移动。随着该活塞体部94从第一缩回位置朝第二延伸位置移动，该活塞体部的前表面96与肘节接头82接合并导致肘节组件58从第一折叠构型移动到第二过肘节构型。如上面所指出的，当肘节组件58位于第二过肘节构型时，该活塞体部94的行进路径不会延伸到肘节接头82的位置处。优选地，该活塞体部94以足够的速度和能量移动，从而当该活塞体部94抵达行进路径的末端时，肘节组件58越过肘节几度，但没有处于其最终的过肘节停点(resting point)。一旦该肘节组件58仅越过肘节点几度，则该至少一个弹簧90的力以及活塞体部94的所有剩余动量将继续使该肘节组件58朝向第二过肘节构型移动，从而在该活塞体部的前表面96和肘节接头82之间形成一个空间。

当该肘节组件58移动到第二过肘节构型时，该极轴56也移动到其第二位置。当该极轴56移动到其第二位置时，该至少一对可分离触点26从第一打开位置向第二关闭位置移动。此时关闭操作完成，但是，优选地该操作器再次与加载操作器130接合以使凸轮134旋转，以便外部凸轮表面的最大直径点154再次接合凸轮从动件164。如上面所描述的，凸轮134旋转到这个位置的作用是对该至少一个弹簧90加载。因此，该至少一个弹簧90被加载，并且准备在另一个过电流状态后关闭该至少一对可分离触点26。

虽然已经详细描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员应当理解，根据本发明公开内容的全面教导可以对这些细节进行各种变型和改变。本发明公开的内容是关于低压或中压电气开关装置，但是本发明可以应用到适用于很宽的电压范围(例如但不限于，低压到高压电气开关装置)的很宽范围内的电气开关装置(例如但不限于，自动重合闸(recloser)，电路开关设备和其它电路继电器，例如接触器，马达启动器，马达控制器和其它负载控制器)。因此，所公开的特定设置仅是为了举例说明，而不是限定本发明的范围，本发明的范围通过所附的权利要求书及其任何和所有等同方案的全部内容给出。

Claims (20)

1.一种用于电气开关装置(10)的操作机构(50)关闭组件(54)，所述电气开关装置(10)具有壳体组件(12)和设置在所述壳体组件(12)内并且具有固定触点(32)和活动触点(34)的至少一对触点(26)，所述活动触点(34)构造成在第一打开位置和第二关闭位置之间移动，其中在该第一打开位置所述触点(26)是分离的，在该第二关闭位置所述触点(26)彼此接触并且电连通，所述操作机构(50)关闭组件(54)包括：

可旋转地设置在所述壳体组件(12)内并与所述至少一对触点(26)联接的极轴(56)，其中所述极轴(56)在第一位置和第二位置之间旋转，在该第一位置所述活动触点(34)位于所述第一打开位置，在该第二位置所述活动触点(34)位于所述第二关闭位置；

具有第一联结件(70)和第二联结件(72)的肘节组件(58)，每个联结件(70、72)具有第一外端部(74，76)和第二内端部(78，80)，所述第一联结件(70)和第二联结件(72)在所述第一联结件的内端部(78)和所述第二联结件的内端部(80)处可旋转地联接在一起，从而形成肘节接头(82)，所述肘节组件(58)构造成在第一折叠构型和第二过肘节构型之间移动；

所述第二联结件的外端部(76)可旋转地联接到所述极轴(56)，其中当所述肘节组件(58)位于所述第一折叠构型时，所述极轴(56)位于所述第一位置，当所述肘节组件(58)位于所述第二过肘节构型时，所述极轴(56)位于所述第二位置；

邻近所述肘节组件(58)设置的活塞组件(60)，该活塞组件(60)具有至少一个压缩弹簧(90)、引导组件(92)、和活塞体部(94)；

所述活塞体部(94)可移动地联接到所述引导组件(92)，并构造成在第一缩回位置和第二延伸位置之间移动；

所述引导组件(92)构造成将所述活塞体部(94)的运动限制在规定的行进路径；

所述活塞组件弹簧(90)构造成与所述活塞体部(94)接合并且将所述活塞体部(94)从所述第一缩回位置移动到所述第二延伸位置；

加载组件(62)，所述加载组件(62)可与所述活塞组件(60)选择性地联接，并且构造成将所述活塞体部(94)从所述第二延伸位置移动到所述第一缩回位置；以及

其中，当所述活塞体部(94)从所述第一缩回位置移动到所述第二延伸位置时，所述活塞体部(94)与所述肘节组件(58)直接接合，从而导致所述肘节组件(58)从所述第一折叠构型移动到所述第二过肘节构型，因而致使所述触点(26)从所述第一打开位置移动到所述第二关闭位置。

2.如权利要求1所述的操作机构关闭组件(54)，其中，当所述肘节组件(58)位于所述第一折叠构型时，所述肘节接头(82)设置在所述活塞体部(94)的行进路径中。

3.如权利要求2所述的操作机构关闭组件(54)，其中：

所述活塞体部(94)的行进路径基本是直的；以及

所述引导组件(92)包括至少一个延长的，基本上直的销(104，106)。

4.如权利要求3所述的操作机构关闭组件(54)，其中，所述肘节组件(58)包括至少一个肘节滚轮(86)，所述至少一个肘节滚轮(86)设置在基本贯穿所述肘节接头(82)的轴线延伸的轴线上。

5.如权利要求4所述的操作机构关闭组件(54)，其中：

所述活塞体部(94)包括两个在活塞体部(94)的行进路径的方向上延伸的通道(98，99)；

所述引导组件(92)的至少一个延长的、基本上直的销(104，106)包括两个延长的、基本上直的销(104，106)；

所述至少一个弹簧(90)包括两个螺旋的压缩弹簧(120，122)；

一个所述弹簧(120，122)围绕每个所述销(104，106)设置；以及

每个所述销(104，106)穿过所述活塞体部通道(98，99)中的一个，其中每个所述弹簧(120，122)与所述活塞体部(94)接合。

6.如权利要求5所述的操作机构关闭组件(54)，其中：

所述销(104，106)基本平行于彼此延伸，所述销(104，106)均具有基底端(114)和末梢端(116)；

所述引导组件(92)包括基板(110)和挡板(112)；

以及

每个所述销的基底端(114)联接到所述基板(110)，并且每个所述销的末梢端(116)联接到所述挡板(112)。

7.如权利要求6所述的操作机构关闭组件(54)，其中：

所述加载组件(62)包括摇臂组件(136)、凸轮轴(132)和凸轮(134)；

所述摇臂组件(136)具有延长的体部(160)，所述延长的体部(160)具有枢转点(162)、凸轮从动件(164)、以及活塞体部接触点(166)；

所述凸轮轴(132)可旋转地设置在所述壳体组件(12)内；

所述凸轮(134)被固定到所述凸轮轴(132)，并具有枢转点(162)和外部凸轮表面(150)，所述外部凸轮表面(150)具有最小直径点(152)和停止直径(155)；

所述摇臂组件的体部(160)可枢转地联接到所述壳体组件(12)的所述摇臂体部枢转点(162)，所述摇臂组件(136)构造成在第一位置和第二位置之间移动，其中在所述第一位置所述摇臂体部的活塞体部接触点(166)邻近所述基板(110)设置，在所述第二位置所述摇臂体部的活塞体部接触点(166)邻近所述挡板(112)；

所述摇臂体部的凸轮从动件(164)基本垂直于所述摇臂组件的体部(160)的纵向轴线延伸，并构造成与所述凸轮外部表面(150)接合；

所述凸轮(134)可旋转地联接到所述壳体组件(12)，并定位成使得所述凸轮外部表面(150)与所述摇臂体部的凸轮从动件(164)相接合；

以及

所述摇臂组件(136)和所述凸轮(134)定位在所述壳体组件(12)内，以便当所述外部凸轮表面的停止直径(155)接触所述摇臂体部的凸轮从动件(164)时，所述摇臂组件(136)位于所述第一位置，以及，当所述外部凸轮表面的最小直径点(152)接触所述摇臂体部的凸轮从动件(164)时，所述摇臂组件(136)位于所述第二位置。

8.如权利要求1所述的操作机构关闭组件(54)，其中：

所述加载组件(62)包括摇臂组件(136)、凸轮轴(132)和凸轮(134)；

所述摇臂组件(136)具有延长的体部(160)，该延长的体部(160)具有枢转点(162)、凸轮从动件(164)、以及活塞体部接触点(166)；

所述凸轮轴(132)可旋转地设置在所述壳体组件(12)内；

所述凸轮(134)被固定到所述凸轮轴(132)，并具有枢转点(162)和外部凸轮表面(150)，所述外部凸轮表面(150)具有最小直径点(152)和停止直径(155)；

所述摇臂组件的体部(160)可枢转地联接到所述壳体组件(12)的所述摇臂体部枢转点(162)，所述摇臂组件(136)构造成在第一位置和第二位置之间移动，其中在所述第一位置所述摇臂体部的活塞体部接触点(166)邻近所述基板(110)设置，在所述第二位置所述摇臂体部的活塞体部接触点(166)邻近所述挡板(112)；

所述摇臂体部的凸轮从动件(164)基本垂直于所述摇臂组件的体部(160)的纵向轴线延伸，并构造成与所述凸轮外部表面(150)接合；

所述凸轮(134)可旋转地联接到所述壳体组件(12)，并定位成使得所述凸轮外部表面(150)与所述摇臂组件体部的凸轮从动件(164)接合；以及

所述摇臂组件(136)和所述凸轮(134)定位在所述壳体组件(12)内，以便当所述外部凸轮表面的停止直径(155)接触所述摇臂体部的凸轮从动件(164)时，所述摇臂组件(136)位于所述第一位置，以及，当所述外部凸轮表面的最小直径点(152)接触所述摇臂体部的凸轮从动件(164)时，所述摇臂组件(136)位于所述第二位置。

9.如权利要求1所述的操作机构关闭组件(54)，其中，所述肘节组件(58)包括至少一个肘节滚轮(86)，所述至少一个肘节滚轮(86)设置在基本贯穿所述肘节接头(82)的轴线延伸的轴线上。

10.一种电气开关装置(10)，包括：

限定封闭空间(14)的壳体组件(12)；

多个侧板，所述侧板(27)基本相互平行地设置在所述壳体组件的封闭空间(14)内，所述侧板(27)中具有多个对齐的开口(29)，通过该开口，一个或多个延长构件(59A，59B)可以垂直于相邻的侧板(27)并在相邻的侧板(27)之间被联接，包括可旋转地联接；

至少一对触点(26)，所述至少一对触点(26)具有设置在所述壳体组件(12)中的固定触点(32)和活动触点(34)，所述活动触点(34)构造成在第一打开位置和第二关闭位置之间移动，其中在所述第一打开位置所述触点(26)是分离的，在所述第二关闭位置所述触点(26)相互接触并且电连通；

操作机构关闭组件(54)，所述操作机构关闭组件(54)具有极轴(56)、肘节组件(58)、活塞组件(60)、以及加载组件(62)；

所述极轴(56)可旋转地联接在一对相邻侧板(27)之间，所述极轴(56)还联接到所述至少一对触点(26)，其中所述极轴(56)在第一位置和第二位置之间旋转，其中在所述第一位置所述活动触点(34)位于所述第一打开位置，在所述第二位置所述活动触点(34)位于所述第二关闭位置；

所述肘节组件(58)具有第一联结件(70)和第二联结件(72)，每个联结件(70、72)具有第一外端部(74，76)和第二内端部(78，80)，所述第一联结件(70)和第二联结件(72)在所述第一联结件的内端部(78)和所述第二联结件的内端部(80)处可旋转地联接在一起，从而形成肘节接头(82)，所述肘节组件(58)构造成在第一折叠构型和第二过肘节构型之间移动；

所述第二联结件的外端部(76)可旋转地联接到所述极轴(56)，其中当所述肘节组件(58)位于所述第一折叠构型时，所述极轴(56)位于所述第一位置，以及当所述肘节组件(58)位于所述第二过肘节构型时，所述极轴(56)位于所述第二位置；

所述活塞组件(60)邻近所述肘节组件(58)设置，并且具有至少一个压缩弹簧(90)、引导组件(92)、和活塞体部(94)；

所述活塞体部(94)可移动地联接到所述引导组件(92)，并构造成在第一缩回位置和第二延伸位置之间移动；

所述引导组件(92)构造成将所述活塞体部(94)的运动限制在规定的行进路径；

所述活塞组件的弹簧(90)构造成与所述活塞体部(94)接合，并将所述活塞体部(94)从所述第一缩回位置移动到所述第二延伸位置；

加载组件(62)，所述加载组件(62)可选择性地联接到所述活塞组件(60)，并构造成将所述活塞体部从所述第二延伸位置移动到所述第一缩回位置；以及

其中，当所述活塞体部(94)从所述第一缩回位置移动到所述第二延伸位置时，所述活塞体部(94)与所述肘节组件(58)直接接合，从而导致所述肘节组件(58)从所述第一折叠构型移动到所述第二过肘节构型，因而致使所述触点(26)从所述第一打开位置移动到所述第二关闭位置。

11.如权利要求10所述的电气开关装置(10)，其中，当所述肘节组件(58)位于所述第一折叠构型时，所述肘节接头(82)设置在所述活塞体部(94)的行进路径中。

12.如权利要求11所述的电气开关装置(10)，其中：

所述活塞体部(94)的行进路径基本是直的；并且

所述引导组件(92)包括至少一个延长的、基本上直的销(104，106)。

13.如权利要求12所述的电气开关装置(10)，其中所述肘节组件(58)包括至少一个肘节滚轮(86)，所述至少一个肘节滚轮(86)布置在基本贯穿所述肘节接头(82)的轴线延伸的轴线上。

14.如权利要求13所述的电气开关装置(10)，其中：

所述活塞体部(94)包括两个在活塞体部(94)的行进路径的方向上延伸的通道(98，99)；

所述引导组件(92)的至少一个延长的、基本上直的销(104，106)包括两个延长的、基本上直的销(104，106)；

所述至少一个弹簧(90)包括两个螺旋的压缩弹簧(120，122)；

一个所述弹簧(90)围绕每个所述销(104，106)布置；以及

每个所述销(104，106)穿过所述活塞体部通道(98，99)中的一个，其中每个所述弹簧(120，122)与所述活塞体部(94)接合。

15.如权利要求14所述的电气开关装置(10)，其中：

所述销(104，106)基本相互平行地延伸，所述销(104，106)均具有基底端(114)和末梢端(116)；

所述引导组件(92)包括基板(110)和挡板(112)；

以及

每个所述销的基底端(114)联接到所述基板(110)，并且每个所述销的末梢端(116)联接到所述挡板(112)。

16.如权利要求15所述的电气开关装置(10)，其中：

所述加载组件(62)包括摇臂组件(136)、凸轮轴(132)和凸轮(134)；

所述摇臂组件(136)具有延长的体部(160)，所述延长的体部(160)具有枢转点(162)、凸轮从动件(164)、以及活塞体部接触点(166)；

所述凸轮轴(132)可旋转地布置在所述壳体组件(12)内；

所述凸轮(134)被固定到所述凸轮轴(132)上，并且具有枢转点(162)和外部凸轮表面(150)，所述外部凸轮表面(150)具有最小直径点(152)和停止直径(155)；

所述摇臂组件体部(160)可枢转地联接到所述壳体组件(12)的所述摇臂体部枢转点(162)，所述摇臂组件(136)构造成在第一位置和第二位置之间移动，其中在所述第一位置所述摇臂体部的活塞体部接触点(166)邻近所述基板(110)布置，在所述第二位置所述摇臂体部的活塞体部接触点(166)邻近所述挡板(112)；

所述摇臂体部的凸轮从动件(164)基本垂直于所述摇臂组件体部(160)的纵向轴线延伸，并构造成与所述凸轮外部表面(150)接合；

所述凸轮(134)可旋转地联接到所述壳体组件(12)，并定位成使得所述凸轮外部表面(150)与所述摇臂体部的凸轮从动件(164)相接合；

以及

所述摇臂组件(136)和所述凸轮定位在所述壳体组件(12)内，以便当所述外部凸轮表面的停止直径(155)接触所述摇臂体部的凸轮从动件(164)时，所述摇臂组件(136)位于所述第一位置，以及，当所述外部凸轮表面的最小直径点(152)接触所述摇臂体部的凸轮从动件(164)时，所述摇臂组件(136)位于所述第二位置。

17.如权利要求16所述的电气开关装置(10)，其中：

所述加载组件(62)包括联接到所述摇臂组件(136)的偏压装置(89)，所述偏压装置(89)构造成将所述摇臂的凸轮从动件(164)偏压在所述凸轮(134)上；

在一加载操作(130)之后，所述加载组件(62)的偏压装置(89)将所述摇臂的凸轮从动件(164)定位成与所述凸轮(134)相抵靠，其中在所述加载操作(130)中，所述摇臂组件(136)的运动将所述活塞体部(94)从所述第二位置移动到所述第一位置，并且所述凸轮(134)被旋转以便所述外部凸轮表面的最小直径点(152)接触所述摇臂体部的凸轮从动件(164)；以及

其中，当所述活塞体部(94)从所述第一缩回位置移动到所述第二延伸位置时，所述凸轮(134)并不与所述活塞组件(60)操作性接合。

18.如权利要求10所述的电气开关装置(10)，其中：

所述极轴(56)、所述肘节组件(58)、和所述活塞组件(60)不包含凸轮(134)；

所述加载组件(62)包含凸轮(134)；以及

其中，当所述活塞体部(94)从所述第一缩回位置移动到所述第二延伸位置时，所述凸轮(134)并不与所述活塞组件(60)操作性地接合。

19.如权利要求10所述的电气开关装置(10)，其中：

所述加载组件(62)包括摇臂组件(136)、凸轮轴(132)和凸轮(134)；

所述摇臂组件(136)具有延长的体部(160)，所述延长的体部(160)具有枢转点(162)、凸轮从动件(164)、以及活塞体部接触点(166)；

所述凸轮轴(132)可旋转地布置在所述壳体组件(12)内；

所述凸轮(134)被固定到所述凸轮轴(132)上，并具有枢转点(162)和外部凸轮表面(150)，所述外部凸轮表面(150)具有最小直径点(152)和停止直径(155)；

所述摇臂组件体部(160)可枢转地联接到所述壳体组件(12)的所述摇臂体部枢转点(162)，所述摇臂组件(136)构造成在第一位置和第二位置之间移动，其中在所述第一位置所述摇臂体部的活塞体部接触点(166)邻近所述基板(110)布置，在所述第二位置所述摇臂体部的活塞体部接触点(166)邻近所述挡板(112)；

所述摇臂体部的凸轮从动件(164)基本垂直于所述摇臂组件体部(160)的纵向轴线延伸，并构造成与所述凸轮外部表面(150)接合；

所述凸轮(134)可旋转地联接到所述壳体组件(12)，并定位成使得所述凸轮外部表面(150)与所述摇臂体部的凸轮从动件(164)接合；

以及

所述摇臂组件(136)和所述凸轮(134)定位在所述壳体组件(12)内，以便当所述外部凸轮表面的停止直径(155)接触所述摇臂体部的凸轮从动件(164)时，所述摇臂组件(136)位于所述第一位置，以及，当所述外部凸轮表面的最小直径点(152)接触所述摇臂体部的凸轮从动件(164)时，所述摇臂组件(136)位于所述第二位置。

20.如权利要求10所述的电气开关装置(10)，其中所述肘节组件(58)包括至少一个肘节滚轮(86)，所述至少一个肘节滚轮(86)布置在基本贯穿所述肘节接头(82)的轴线延伸的轴线上。

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