ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ТРЕХПОЗИЦИОННОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ Российский патент 1999 года по МПК H01H3/30 

Настоящее изобретение касается в общем приводного механизма трехпозиционного переключателя, содержащего главный вал, поддерживающий или приводящий в действие электрические контакты и выполненный с возможностью выборочно перемещаться в три устойчивые положения, а именно, центральное положение или разомкнутое положение, замкнутое положение переключателя и замкнутое на землю положение, причем главный вал соединен с помощью рычагов, с одной стороны, с первым приводным устройством замыкания и размыкания переключателя, а, с другой стороны, со вторым приводным устройством замыкания на землю им размыкания переключателя.

Известный приводной механизм вышеуказанного типа содержит два приводных устройства, взаимодействующих с главным валом, вращающимся с высокой скоростью под действием одной пружины, в результате чего рычаги передают увеличивающийся крутящий момент на главный вал из центрального положения в замкнутое положение переключателя и в замкнутое на землю положение переключателя в мертвой точке устойчивого запирания главного вала.

Приводной механизм такого типа не дает возможности получить увеличивающееся усилие при замыкании переключателя и уменьшающееся усилие при размыкании переключателя.

Более того, механизм такого типа не дает возможности осуществлять высокоскоростное приведение в действие с одновременным высвобождением энергии для операции замыкания, размыкания и замыкания на землю.

Более того, механизм такого типа не позволяет осуществлять сборку, используя одинаковые детали или для варианта, в котором действие, которое должен выполнить пользователь для замыкания переключателя, заключается в одном перемещении, осуществляемом на одной детали, или для другого варианта, в котором действие пользователя по началу замыкания переключателя состоит в нагружающем и самостоятельном пусковом действиях.

Целью настоящего изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков.

В соответствии с настоящим изобретением приводной механизм трехпозиционного переключателя содержит: главный вал, поддерживающий или приводящий в действие контакты и способный выборочно перемещаться в три устойчивые положения, а именно, разомкнутое положение и с каждой стороны от него соответственно замкнутое положение переключателя и замкнутое на землю положение переключателя, и центральный кривошип, установленный с возможностью вращения относительно неподвижной рамы механизма и приводящийся в действие так, чтобы занимать три угловых положения вращения, соответствующих соответственно указанным трем устойчивым положениям, при этом механизм содержит систему преобразования механического перемещения, создающую кинетическое отношение между угловыми перемещениями центрального кривошипа и главного вала, которое увеличивается, когда центральный кривошип движется из разомкнутого положения в замкнутое положение переключателя, что приводит к образованию усилия, передаваемого на электрические контакты, непрерывно увеличивающегося, пока происходит перемещение из разомкнутого положения в замкнутое положение переключателя.

В соответствии с одним вариантом настоящего изобретения приводной механизм содержит первую и вторую пружины, сжимающиеся одновременно, когда приводной механизм находится в нагруженном разомкнутом положении для перемещения в замкнутое положение переключателя, при этом перемещение из разомкнутого положения в замкнутое положение переключателя осуществляется за счет релаксации или ослабления первой пружины, а перемещение из замкнутого положения переключателя в разомкнутое положение переключателя происходит за счет релаксации второй пружины.

В соответствии с альтернативным вариантом настоящего изобретения вторая пружина тоже сжимается, когда приводной механизм находится в разомкнутом положении с намерением перемещаться в замкнутое на землю положение, а перемещение из разомкнутого положения в замкнутое на землю положение включается или начинается за счет релаксации второй пружины.

В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения первая пружина служит для замедления начала замыкания за счет приложения осевого усилия к нагружающей вторую пружину пластине в определенном направлении в начале замыкающего на землю перемещения, после чего это усилие реверсируется, когда будет пройдена мертвая точка, ближе к концу замыкающего на землю перемещения.

В соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения механизм содержит центральный кривошип, жестко соединенный с центральным кулачком, причем эти две детали вращаются вместе вокруг оси главного вала и соединены с системой преобразования перемещения, чтобы управлять последней и приводить в действие электрические контакты через главный вал, и нагружающую пластину, вращающуюся независимо вокруг оси главного вала, при этом первая пружина установлена между первым коленчатым валом и центральным кривошипом; вторая пружина вставлена между вторым коленчатым валом и нагружающей пластиной; первый коленчатый вал дает возможность нагружать первую пружину с целью замыкания переключателя и соединен с кулачком привода, который приводит в действие нагружающего пластину, чтобы одновременно нагрузить вторую пластину для размыкания, а второй коленчатый вал дает возможность нагрузить вторую пружину для размыкания на землю.

В соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения конец второй пружины, противоположный второму коленчатому валу, соединен с валиком, соединенным в свою очередь с нагружающей пластиной и установленным с возможностью скольжения в круглом пазу, выполненном в главном кулачке таким образом, что нагружающая пластина выполняет функцию нагружения второй пружины, тогда как валик скользит в круглом пазу, и что релаксация первой пружины приводит к повороту главного кулачка в определенном направлении, тогда как валик остается неподвижным, а круглый паз скользит относительно валика, и что релаксация второй пружины вызывает перемещение валика, который подходит к одному концу круглого паза, что приводит к удару и вызывает поворот главного кулачка в противоположном направлении.

Другие преимущества и цели станут более понятны из приводимого ниже иллюстративного варианта настоящего изобретения, приведенного только в качестве неограничивающего примера и представленного на прилагаемых чертежах, где:
Фиг. 1 Схематичный перспективный вид механизма настоящего изобретения со снятой передней крышкой или фланцем для большей ясности изображения и переключателем, находящимся в ненагруженном разомкнутом положении.

Фиг. 2 Изображение в разобранном виде механизма, представленного на фиг. 1, находящегося в ненагруженном разомкнутом положении.

Фиг. 3 Изображение в разобранном виде механизма, представленного на фиг. 1, в нагруженном разомкнутом положении с намерением перехода в замкнутое положение переключателя.

Фиг. 4 Изображение в разобранном виде механизма с фиг. 1 в замкнутом положении переключателя.

Фиг. 5 Изображение в разобранном виде механизма с фиг. 1 в переходном положении, т.е. при движении из замкнутого положения в разомкнутое положение переключателя.

Фиг. 6 Изображение в разобранном виде механизма с фиг. 1 в нагруженном разомкнутом положении, готового перейти в замкнутое на землю положение.

Фиг. 7 Изображение в разобранном виде механизма с фиг. 1 в замкнутом на землю положении.

Фиг. 8 Изображение в разобранном виде механизма с фиг. 1 в переходном положении, когда он перемещается из замкнутого на землю положения в разомкнутое положение.

Как показано на фиг. 1, главный вал 10 (виден только верхний конец его) вращательно установлен на верхнем фланце ( не показан) и нижнем фланце 11 и поддерживает или приводит в действие электрические контакты (не показаны) с тем, чтобы иметь возможность выборочно перемещать переключатель в три устойчивые положения, а именно, центральное положение или разомкнутое положение переключателя, замкнутое положение переключателя и замкнутое на землю положение переключателя. Нижний фланец 11 и верхний фланец (не показан) образованы параллельными плоскими пластинами и соединены друг с другом тремя распорками 13 таким образом, что узел приводного механизма настоящего изобретения по существу размещается между двумя фланцами, которые служат в качестве неподвижной или шарнирной опор для различных деталей, составляющих механизм. Разомкнутое положение C1 переключателя соответствует разомкнутому положению электрических контактов, а замкнутое положение C2 переключателя и замкнутое на землю положение C3 расположены с каждой стороны относительно разомкнутого положения C1 переключателя (фиг. 2).

На фиг. 2 приводной механизм с фиг. 1 показан в разомкнутом положении C1 переключателя. На этом рисунке основные детали механизма показаны в упрощенном виде одновременно в четырех различных графических режимах, представляющих тот же механизм в том же положении, но в соответствии с различными упрощенными иллюстрациями, чтобы обеспечить лучшее понимание работы деталей механизма. Этот же самый режим изобретения использован и для фиг. 2-8. Каждая фиг. 2-8 содержит слева направо четыре чертежа, соответственно представляющих систему преобразования перемещения, часть механизма, включающую две пружины, положение двух пружин и принцип передачи усилий между пружинами и другими деталями.

Как показано на фиг. 2, вал 10 приводится в действие приводным пальцем 25, который на данном рисунке находится в положении, соответствующем разомкнутому положению C1 переключателя. Можно заметить, что этот приводной палец 25 может двигаться по дуге круга вокруг главного вала 10 с каждой стороны от указанного разомкнутого положения переключателя примерно на 60^oC. Если приводной палец 25 движется вправо на чертеже, то он будет приводить главный вал 10 в замкнутое положение C2 переключателя, а если приводной палец 25 движется влево на чертеже, то он будет приводить вал 10 в замкнутое на землю положение C3.

Механизм содержит систему преобразования перемещения, которая работает следующим образом, центральный кривошип 31A вращательно установлен на главном валу 10 и соединен с помощью сочленения, содержащего приводной валик 41 преобразования, с одним концом соединительного стержня 42 вспомогательного преобразования, другой конец которого соединен с помощью сочленения, содержащего контрпривод 46 преобразования, с зубчатым колесом 43 перебора, шарнирно установленным вокруг неподвижного контрпривода 16 системы преобразования. Зубчатое колесо 43 перебора является деталью, имеющей по существу L-образную форму, состоящую из двух жестких ответвлений, расположенных перпендикулярно друг другу, одно из которых соединяет контрпривод 16 с приводным валиком 45 преобразования, что позволяет соединить зубчатое колесо 43 преобразования с помощью сочленения с одним концом главной приводной штанги 44, другой конец которой соединен с помощью сочленения с приводным пальцем 25 главного вала 10. Вращательное перемещение центрального кривошипа 31A обеспечивает выборочное управление тремя положениями C1, C2 и C3 приводного пальца 25 главного вала 10 с помощью только что описанной системы преобразования.

Приводной валик 14 переключателя соединен с рукояткой или любым приводным устройством (не показано), способным привести в действие переключатель для перемещения его в замкнутое положение C2. Приводной валик 15 заземления соединен с другой рукояткой или любым приводным устройством (не показано), позволяющим привести в действие переключатель для его перемещения в или из замкнутого на землю положения C3. Имеются первое устройство управления замыканием и размыканием переключателя (которое будет описано ниже), приводящееся в действие приводным валиком 14 переключателя, и второе устройство управления замыканием и размыканием на землю (описывается ниже), которое приводится в действие приводным валиком 15 заземления.

Рассмотрим теперь первое и второе устройства управления замыканием и размыканием. Первая пружина 30 установлена обычным образом между приводным валиком 14 переключателя и сочленением, включающим валик 60, установленный на центральном кулачке 31B. Центральный кривошип 31A и центральный кулачок 31B установлены на одном вращающемся валике и жестко соединены друг с другом. Следовательно, при вращении одной из двух деталей на определенный угол другая деталь тоже поворачивается на этот же угол. Первая пружина 30 установлена на направляющей 61 первой пружины, один конец которой соединен с валиком 60, а другой ее конец закреплен на уровне валика 14. Вторая пружина 34 установлена обычным образом между приводным валиком 15 заземления и концом валика 62 второй пружины. Вторая пружина 34 установлена на направляющей 33, один конец которой соединен с валиком 62, а другой ее конец удерживается на уровне валика 15. Один конец второй пружины 34 упирается в направляющую 33 второй пружины возле валика 62 и, аналогично, один конец первой пружины 30 упирается в направляющую 61 первой пружины рядом с валиком 60. Валик 62 взаимодействует с круглым пазом 63, выполненным в главном кулачке 31 таким образом, чтобы иметь возможность скользить в нем по определенной длине с центром вокруг главного вала 10.

Некоторое вращение приводного валика 14 переключателя одновременно приводит к сжатию первой 30 и второй 34 пружин, как будет более подробно описано ниже. Это вращение приводного валика 14 переключателя соответствует нагружению последнего, т. е. приведению в действие человеком с целью его перемещения из ненагруженного разомкнутого положения переключателя (фиг. 2) в нагруженное замкнутое положение переключателя (фиг. 3).

Рассмотрим теперь механизм, позволяющий достичь сжатия этих пружин 30 и 34. На приводном валике 14 переключателя жестко смонтированы нагружающий первую пружину коленчатый вал 27 и нагружающий вторую пружину кулачок 53. Следовательно, работа, состоящая из вращения валика 14 на определенный угол, приводит к повороту на тот же угол обеих деталей 27 и 53. Нагружающий первую пружину коленчатый вал 27 содержит нагружающий первую пружину эксцентриковый валик 64, перемещающийся в направляющем пазу 65 первой пружины, опирающийся на опорную часть 66 таким образом, что вращение коленчатого вала 27 вызывает перемещение валика 64 в пазу 65, которое приводит к соответствующему перемещению опорной части 66 и сжатию первой пружины 30, дистальный конец которой упирается в опорную часть 66. При переходе с фиг. 2 на фиг. 3 коленчатый вал 27 поворачивается порядка на 180^o и, тем самым, обуславливает сжатие первой пружины 30. В это же время кулачковая поверхность нагружающего вторую пружину кулачка 53 опирается на ролик 67, закрепленный на дистальном конце нагружающего вторую пружину стержня 54. Этот ролик вращается вокруг валика 68. Нагружающий вторую пружину стержень 54 может скользить в пазу (на чертеже он не виден, так как находится за стержнем 54), выполненном на неподвижной направляющей части 69 и ориентированном в основном в радиальном направлении относительно оси вращения приводного валика 14 пружины. Это приводит к тому, что вращение на 180^o нагружающего вторую пружину кулачка 53 вызывает перемещение ролика 67 и, следовательно, нагружающего вторую пружину стержня 54, проксимальный конец которого соединен с помощью сочленения 69 с нагружающей вторую пружину пластиной 32, вращательно установленной вокруг главного вала 10. В основном продольное перемещение нагружающего вторую пружину стержня 54 вызывает вращение нагружающей вторую пружину пластины 32. Поскольку дистальный конец направляющей 33 второй пружины содержит валик 62, установленный на той же нагружающей вторую пружину пластине 32, то вращение последней вызывает перемещение этого валика 62, а следовательно, сжатие второй пружины 34, что будет видно при рассмотрении перехода с фиг. 2 к фиг. 3. Вторая пружина 34 может в действительности сжиматься вследствие перемещения валика 62, так как его дистальный конец одновременно удерживается неподвижно на уровне приводного валика 15 заземления. Так как нагружающий первую пружину коленчатый вал 27 и нагружающий вторую пружину кулачок 53 вращаются в унисон с приводным валиком 14 переключателя, то вращение этого валика на 180^o (двигаясь из положения механизма на фиг. 2 в положение механизма на фиг. 3) обеспечивает эффективное одновременное сжатие первой 30 и второй 34 пружин, т.е. механизм перемещения из ненагруженного разомкнутого положения переключателя (фиг. 2) в нагруженное разомкнутое положение переключателя (фиг. 3).

Когда механизм остается нагруженным таким образом (фиг. 3), то обе пружины сжаты и механизм готов к пуску, чтобы перемещаться с высокой скоростью из разомкнутого положения C1 переключателя в замкнутое положение C2 переключателя (фиг. 4), этот пуск достигается за счет работы механизма, который будет описан сейчас. Этот механизм содержит коромысло 36, образованное частью, смонтированной с возможностью вращения на валике 18 коромысла. Коленчатый вал 27 содержит выступ 71, образующий рабочую поверхность 28 коромысла, которая, когда коленчатый вал 27 вращается в нагруженное положение на фиг. 3, подходит и толкает соответствующую опорную поверхность 70 коромысла 36, в результате чего последнее слегка поворачивается (против часовой стрелки на фиг. 3). Цилиндрическая поверхность, образующая наружный предел выступа 71 и смещенная назад относительно рабочей поверхности 28 коромысла, располагается затем обращенной к коромыслу 36 и рядом с ним (фиг. 3) и в этом положении обе, опорная поверхность 70 коромысла 36 и радиальный выступ 72 этого коромысла 36, подходят к цилиндрической поверхности выступа 71 коленчатого вала 27 таким образом, что коромысло 36 поворачивается на определенный угол и затем фиксируется, как показано на фиг. 3. Стопорный палец 55 также предусмотрен на коромысле 36 и он образует радиальный выступ, идущий в направлении, противоположном приводному валику 14 переключателя. Механизм содержит также закрывающую защелку 38, образованную небольшим стержнем, один конец которого шарнирно смонтирован вокруг неподвижного стопорного валика 20, а другой его конец снабжен запирающим роликом 73, который в нагруженном разомкнутом положении переключателя (фиг. 3) упирается в защелкивание перед закрывающей поверхностью 39, выполненной в основном радиально на уровне окружности центрального кулачка 31b.

Механизм содержит также вспомогательную защелку 37, образованную частью, шарнирно смонтированной вокруг неподвижного валика 19 вспомогательной защелки и содержащей запирающий палец 75, который в нагруженном разомкнутом положении переключателя (фиг. 3) подходит и запирает ролик 73 для его удержания у запирающей поверхности 39, предотвращая тем самым вращение по часовой стрелке центрального кулачка 31B. Вспомогательная защелка 37 содержит также пусковой рычаг 57 замыкания переключателя и углубление 76, которое в нагруженном разомкнутом положении переключателя на фиг. 3 располагается обращенным к запирающему пальцу 55 коромысла 36. Это приводит к тому, что в нагруженном разомкнутом положении переключателя на фиг. 3 пусковой рычаг 57 замыкания переключателя подвергается воздействию путем его смещения так, чтобы вспомогательная защелка 37 повернулась по часовой стрелке, причем это вращение становится возможным благодаря тому, что запирающий палец 55 располагается обращенным к углублению 76 и что во время вращения запирающий палец 55 взаимодействует с углублением 76, не препятствуя этому вращению. Этот поворот по часовой стрелке вспомогательной защелки 37 приводит к перемещению вверх запирающего пальца 75 и отсоединяет его от ролика 73, в результате чего ролик 73 перемещается в сторону от поверхности центрального кулачка 31B вследствие действия осевого усилия от первой сжатой пружины 30, и центральный кулачок 31B затем освобождается и вращается по часовой стрелке с высокой скоростью в результате расширяющего действия первой пружины 30. Затем, механизм с большой скоростью перемещается из нагруженного разомкнутого положения C1 переключателя на фиг. 3 в замкнутое положение C2 переключателя на фиг. 4. Это высокоскоростное вращение по часовой стрелке центрального кулачка 31B приводит к равнозначному вращению центрального кривошипа 31A и, следовательно, вращению валика 41 кривошипа. Вращение последнего вызывает продольное перемещение наружу вспомогательного стержня 42, качательное движение по часовой стрелке зубчатого колеса 43 перебора, перемещение приводного валика 45 преобразования, перемещения (вправо на чертеже) штанги 44 главного привода и, наконец, вращение против часовой стрелки главного вала 10, тем самым осуществляя замыкание электрических контактов, чтобы перевести переключатель в замкнутое положение C2 (фиг. 4).

Перемещение пускового рычага 37 замыкания может осуществляться либо в ручную, либо с помощью любых приводных средств, например с помощью электромагнитных средств.

В начале перехода из нагруженного разомкнутого положения переключателя (фиг. 3) в замкнутое положение переключателя (фиг. 4) первая пружина является более сжатой, а поэтому усилие пружины находится на максимальном уровне, которое затем уменьшается до минимального уровня, когда переключатель достигнет замкнутого положения C2 (фиг. 4). Однако система преобразования перемещения, содержащая в основном детали 42, 43, 44, 45, 46 и позволяющая модифицировать эту уменьшающуюся характеристику усилия пружины за счет функционирования таким образом, что наоборот на уровне главного вала 10 приводное усилие электрических контактов увеличивается, когда механизм переходит из разомкнутого положения C1 в замкнутое положение C2 переключателя, и уменьшается, когда механизм переходит из замкнутого положения C2 в разомкнутое положение C1 переключателя. Кроме того, система преобразования перемещения также позволяет действовать таким образом, что на уровне главного вала 10 приводящее в действие усилие электрических контактов увеличивается, когда механизм движется из разомкнутого положения C1 в замкнутое на землю положение C3 переключателя. Такие преобразования характеристик возможны благодаря тому, что кинетическое соотношение между перемещениями центрального кривошипа 31A и главного вала 10 изменяются в соответствии с углом, на который поворачивается центральный кривошип 31A.

Когда механизм находится в замкнутом положении C2 переключателя, то первая пружина 30 релаксируется, а вторая пружина 34 сжимается. Нагружающий первую пружину коленчатый вал 27 дополнительно удерживается в положении благодаря тому, что его выступ 71 упирается на уровне его направляющей кромки 28 в ролик 29, установленный на свободном конце пускового рычага 56 размыкания. Когда механизм находится в замкнутом положении C2 переключателя, то пусковой рычаг 56 размыкания необходимо просто привести в действие путем его вращения по часовой стрелке. Приведение в действие пускового рычага размыкания может осуществляться или вручную или с помощью любых приводных средств, например электромагнитных средств. В этот момент, как показано на фиг. 5, выступ 71 нагружающего первую пружину коленчатого вала 27 освобождается от ролика 29 и коленчатый вал свободно вращается с большой скоростью, чтобы вернуться в свое исходное положение, как показано на фиг. 5. Это вращение коленчатого вала 27 происходит в том же направлении, что и во время операции нагружения, т.е. по часовой стрелке, и это становится возможно потому, что, когда происходит нагружение, то нагружающий первую пружину эксцентриковый валик 64 уже проходит верхнюю мертвую точку (т.е. валик 64 уже располагается во время операции нагружения за линией, соединяющий валик 60 с валиком 14). Коленчатый вал 27 во время своего быстрого вращения приводит в действие нагружающий вторую пружину кулачок 53 и, поскольку форма этого кулачка является спиралью, простирающейся на 180^o и внезапно обрывающейся, начало вращения этого кулачка 53 освобождает его из контакта с роликом 67, в результате чего нагружающая вторую пружину пластина 32 больше не удерживается во вращении с помощью нагружающего вторую пружину стержня 54, и эта пластина 32 может затем поворачиваться против часовой стрелки с большой скоростью, что обусловлено сжимающим усилием второй пружины 34. Это приводит к перемещению с большой скоростью концевого валика 62 второй пружины против часовой стрелки, а поскольку этот валик 62 расположен в круглом пазу 63, то он удаляется в его левый конец, приводя во вращение против часовой стрелки центральный кулачок 31B (с ударом) для перемещения последнего в разомкнутое положение переключателя, как показано на фиг. 2. В этом разомкнутом положении переключателя две пружины 30 и 34 затем релаксируются и механизм поэтому возвращается в свое ненагруженное разомкнутое положение переключателя.

Когда механизм находится в ненагруженном разомкнутом положении переключателя (фиг. 2), то он может также приводиться в действие для его перемещения в замкнутое на землю положение (фиг. 7). Для достижения этого механизм сначала нагружается, т.е. механизм перемещается в свое нагруженное разомкнутое положение, чтобы замкнуть на землю, как показано на фиг. 6. Для осуществления этого приводится в действие приводной валик 15 заземления. Последний содержит нагружающий вторую пружину коленчатый вал 51, который включает нагружающий вторую пружину эксцентриковый валик 80, перемещающийся в пазу 81, выполненном на дистальном конце направляющей 33 второй пружины, опирающимся на опорную часть 82 таким образом, что вращение коленчатого вала 51 вызывает перемещение валика 80 в пазу 81, которое приводит к соответствующему перемещению опорной части 82 и, следовательно, к сжатию второй пружины 34. Приведение в действие приводного валика 15 закрепления состоит в его вращении на 180^o, чтобы сместить его в положение, показанное на фиг. 6. В этом положении сжатие второй пружины 34 приводит к упору слева проксимального конца направляющей 33 второй пружины и, следовательно, концевого валика 62 второй пружины, так как он прикреплен к направляющей 33 второй пружины. Концевой валик 62 второй пружины взаимодействует с пазом 63 центрального кулачка 31B и находится непосредственно у его левого конца, в результате чего валик 62 толкает центральный кулачок 31B в направлении его вращения против часовой стрелки. Однако вращение центрального кулачка 31B в этом направлении предотвращается с помощью поддерживающего замыкание на землю рычага 48. Последний установлен с возможностью вращения вокруг неподвижного валика 21, а его проксимальный конец снабжен роликом 49. Рычаг 48 удерживается в положении, являющимся тем, что ролик 49 взаимодействует с периферией центрального кулачка 31B, остановившись у опорной поверхности 50 последнего таким образом, что поддерживающий замыкание на землю рычаг 48 предотвращает вращение центрального кулачка 31B против часовой стрелки. В этом нагруженном разомкнутом положении с переходом в дальнейшем в замкнутое на землю положение (фиг. 6) выступ 83 коленчатого вала 51 подходит в непосредственную близость и обращен к дистальному концу 84 рычага 48, а продолжающееся вращение коленчатого вала 51 на небольшой угол приводит к контакту выступа 83 с дистальным концом 84 и затем дистальный конец 84 подвергается удару так, что рычаг 48 поворачивается против часовой стрелки, а ролик 49 в результате этого выходит из взаимодействия с профилем 74 центрального кулачка 31B, освобождая тем самым последний, который вращается против часовой стрелки с большой скоростью, вследствие действия второй пружины 34 ее концевой валик 62, перемещая, таким образом, механизм в замкнутое на землю положение в результате соответствующего вращения главного вала 10. Замкнутое на землю положение показано на фиг. 7.

Если мы затем хотим перенести механизм из замкнутого на землю положения в разомкнутое положение переключателя, представленное на фиг. 2, то приводной валик заземления необходимо просто снова повернуть против часовой стрелки на 180^o, чтобы вернуть его в первоначальное положение. Эта операция, соответствующая переходному положению при переходе из замкнутого на землю положения в разомкнутое положение, показана на фиг. 8. На этом рисунке можно видеть, что механизм содержит дополнительно размыкающий землю стержень 35, соединенный с помощью сочленения с центральным кривошипом 31A и снабженный на своем другом конце пазом 85, закрытым со стороны его дистального конца, в котором скользит валик 80. В процессе вращения коленчатого вала 51 во время работы, состоящей из перемещения механизма из замкнутого на землю положения в разомкнутое положение, валик 80, вращающийся вместе с коленчатым валом 51, упирается в дистальный конец паза 85 и, следовательно, вызывает продольное перемещение размыкающего заземление стержня 35 в направлении его отделения от центральной части механизма и это перемещение наружу стержня 35 вызывает вращение по часовой стрелке центрального кривошипа 31A. Последний содержит дополнительно палец 86, который в замкнутом на землю положении упирается в концевой валик 62 второй пружины, что приводит к указанному вращению по часовой стрелке центрального кривошипа 31A, вызывающего, с одной стороны, приведение в действие главного вала 10, перемещающегося в разомкнутое положение, а с другой стороны, к некоторому частичному сжатию второй пружины 34. Палец 86 служит также для передачи сжимающего усилия второй пружины 34 на центральный кривошип 31A, смещающийся в направлении вращения против часовой стрелки вследствие действия пружины 34.

Во всем описании, приведенном со ссылками на фиг. 2-8, коромысло 36 было описано таким образом, что, когда происходит операция по перемещению механизма из ненагруженного разомкнутого положения в нагруженное разомкнутое положение, то оно движется из положения (фиг. 2), в котором оно предотвращает поворот вспомогательной замыкающей защелки (вследствие положения ее запирающего пальца 55) в положение, в котором оно отпирает вспомогательную замыкающую защелку 37 (вследствие того, что ее запирающий палец 55 обращен тогда к углублению 76 защелки 37). В альтернативном варианте может использоваться то же коромысло 36, но повернутое, как показано пунктирными линиями в нижней части фиг. 3 и 4, так, что в этом повернутом положении коромысла 36 его запирающий или стопорный палец 55 толкает выступ 87 так, что ближе к концу перемещения, которое приводит механизм в нагруженное разомкнутое положение, палец 55 толкает выступ 87, чтобы вспомогательная замыкающая защелка 37 автоматически повернулась по часовой стрелке, тем самым автоматически включая быстрое замыкающее действие, перемещающее механизм в замкнутое положение переключателя, представленное на фиг. 4.

Существенными признаками работы механизма настоящего изобретения являются следующие. Когда механизм нагружается с помощью приводного валика 14 переключателя, то происходит сжатие обеих, первой 30 и второй 34, пружин. Последствием двойного сжатия является то, что после этого первоначального нагружения релаксация первой пружины 30 вызывает быстрое срабатывание механизма, чтобы сместить его в замкнутое положение C2 переключателя, а затем релаксация второй пружины 34 вызывает быстрое срабатывание механизма, чтобы сместить его в первоначальное положение C1. Более того, когда приводной валик заземления приводится в действие, чтобы нагрузить механизм, находящийся в разомкнутом положении C1, для его перемещения в замкнутое положение, то первая пружина 30 остается релаксированной, а вторая пружина 34 сжимается, что затем позволяет этой сжатой пружине 34 приводить в действие механизм с большой скоростью, чтобы переместить его в замкнутое на землю положение C3. Отсутствуют средства для перемещения механизма обратно с большой скоростью с помощью релаксации пружины из замкнутого на землю положения C3 в разомкнутое положение C1, но это не является существенным недостатком, поскольку, в принципе, через электрические замкнутые на землю контакты не проходит большого тока. Кроме того, тот факт, что коромысло 36 образовано частью, которая в зависимости от того, установлена ли она одним способом (как показано сплошной линией) или другим способом (как показано пунктирной линией), обладает тем преимуществом, что механизм может выполняться таким образом, что после операции его нагружения вспомогательная замыкающая защелка 37 может приводиться в действие вручную, чтобы осуществить замыкание, или механизм может выполняться так, чтобы конец перемещения, приводящий к его нагружению, автоматически приводил к его включению для автоматического замыкания.

Более того, при замыкании (переходя из C1 в C2) приводящее в действие механизм усилие (создаваемое за счет релаксации первой пружины или второй пружины) является усилием, которое первоначально большое, а затем уменьшается, что является недостатком для эффективной работы переключателя. Система преобразования перемещения позволяет увеличить эти усилия на уровне главного вала 10.

При осуществлении операции замыкания переключателя первая пружина 30 выполняет цель пуска замыкания (с увеличивающимся усилием, получаемым с помощью системы преобразования перемещения).

Когда осуществляется операция размыкания, то первая пружина 30 служит для включения размыкания за счет воздействия на приводной кулачок 53 второй пружины, кроме того, эта пружина 30 служит также для замедления конца размыкания (так как в конце вращения против часовой стрелки центрального кривошипа 31A пружина начинает сжиматься), а вторая пружина 34 служит для обеспечения основной приводной энергии (за счет создания ударного эффекта для пуска размыкания электрических контактов, создаваемого валиком 62 о левый конец паза 64, фиг. 5).

Когда осуществляется операция замыкания на землю, то первая пружина 30 служит для замедления начала замыкания за счет приложения осевого усилия по часовой стрелке к нагружающей вторую пружину пластине 32 в начале замыкания на землю (фиг. 6), причем это осевое усилие затем реверсируется при прохождении мертвой точки, тем самым способствуя увеличению усилия к концу перемещения замыкания на землю (фиг. 7), а вторая пружина 34 служит для обеспечения большей частью энергии замыкания на землю.

Изобретение относится к электротехнике. Приводной механизм трехпозиционного переключателя, содержащий главный вал, поддерживающий или приводящий в действие электрические контакты и способный выборочно перемещаться в три устойчивые положения, и центральный кривошип, установленный с возможностью вращения и приводящийся в действие так, чтобы занимать три положения главного вала. Механизм дополнительно содержит систему преобразования перемещения, создающую кинематическое соотношение между угловыми перемещениями центрального кривошипа и главного вала, которое увеличивается, когда центральный кривошип движется из разомкнутого положения в замкнутое положение, что приводит к тому, что усилие, передаваемое на электрические контакты, непрерывно увеличивается по мере того, как перемещение происходит из разомкнутого положения в замкнутое положение. Предложенный приводной механизм позволяет осуществить высокоскоростное приведение в действие с одновременным высвобождением энергии для операции замыкания, размыкания и замыкания на землю. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Приводной механизм трехпозиционного переключателя, содержащий главный вал, приводящий в действие электрические контакты и выполненный с возможностью выборочно перемещаться в три устойчивые положения: разомкнутое положение и с каждой стороны от разомкнутого положения соответственно замкнутое положение и замкнутое на землю положение, центральный кривошип, установленный с возможностью вращения на главном валу и приводящийся в действие так, чтобы он имел возможность занимать три устойчивых положения, соответствующих указанным трем устойчивым положениям, отличающийся тем, что он содержит систему преобразования перемещения, соединенную с центральным кривошипом, содержащую соединительный стержень, с одним концом которого с помощью приводного валика преобразования соединен центральный кривошип, другой конец соединительного стержня соединен с контрприводом преобразования, который соединен с зубчатым колесом перебора, шарнирно установленным вокруг неподвижного контрпривода системы преобразования, зубчатое колесо перебора имеет L-образную форму с двумя ответвлениями, одно из которых соединяет контрпривод системы преобразования с приводным валиком, зубчатое колесо перебора соединено с одним концом главной приводной штанги, другой конец которой соединен с приводным пальцем главного вала, упомянутая система преобразования перемещения обеспечивает кинетическое соотношение между угловыми перемещениями центрального кривошипа и главного вала, которое увеличивается, когда центральный кривошип движется из разомкнутого положения в замкнутое положение, что приводит к образованию усилия, передаваемого на электрические контакты, постоянно увеличивающегося по мере осуществления перемещения из разомкнутого положения в замкнутое положение. 2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что содержит первую и вторую пружины, установленные с возможностью одновременного сжатия, когда приводной механизм находится в нагруженном разомкнутом положении для перемещения в замкнутое положение переключателя, и тем, что перемещение из разомкнутого положения в замкнутое положение переключателя начинается за счет релаксации первой пружины, и тем, что перемещение из замкнутого положения переключателя в разомкнутое его положение начинается за счет релаксации второй пружины. 3. Механизм по п.2, отличающийся тем, что вторая пружина также сжимается, когда приводной механизм находится в разомкнутом положении для перемещения в замкнутое на землю положение, и тем, что перемещение из разомкнутого положения в замкнутое на землю положение включается за счет релаксации второй пружины. 4. Механизм по п. 3, отличающийся тем, что первая пружина служит для замедления начала замыкания за счет прикладывания осевого усилия к нагружающей вторую пружину пластине в определенном направлении в начале замыкающего на землю перемещения, затем это осевое усилие реверсируется после прохождения мертвой точки ближе к концу замыкающего на землю перемещения. 5. Механизм по п.4, отличающийся тем, что центральный кривошип соединен с центральным кулачком, которые установлены с возможностью совместного вращения вокруг оси главного вала и соединены с системой преобразования перемещения для приведения в действие электрических контактов через главный вал, нагружающая пластина установлена с возможностью независимого вращения вокруг оси главного вала, причем первая пружина установлена между первым коленчатым валом и центральным кривошипом, вторая пружина установлена между вторым коленчатым валом и нагружающей пластиной, первый коленчатый вал позволяет нагружать первую пружину для замыкания переключателя и соединен с приводным кулачком, приводящим в действие нагружающую пластину для одновременного нагружения второй пружины для размыкания, причем второй коленчатый вал позволяет наружать вторую пружину для замыкания на землю. 6. Механизм по п.5, отличающийся тем, что конец второй пружины, противоположный второму коленчатому валу, соединен с валиком, соединенным, в свою очередь, с нагружающей пластиной и установленным также с возможностью скольжения в круглом пазу, выполненным в центральном кулачке таким образом, что нагружающая пластина служит для нагружения второй пружины, в то время как валик установлен с возможностью скольжения в круглом пазе, что релаксация первой пружины приводит к вращению центрального кулачка в определенном направлении, тогда как валик остается неподвижным, а круглый паз скользит относительно него, и что релаксация второй пружины вызывает перемещение валика, который подходит к одному концу круглого паза, вызывая удар и вращение центрального кулачка в противоположном направлении. 7. Механизм по п.5 или 6, отличающийся тем, что он содержит также коромысло, выполненное таким, что когда осуществляется операция по перемещению приводного механизма из ненагруженного разомкнутого положения в нагруженное разомкнутое положение, то это коромысло движется из положения, в котором оно предотвращает поворот вспомогательной защелки, вследствие того, что оно содержит стопорный палец в положении, в котором он отпирает вспомогательную защелку, благодаря тому, что ее стопорный палец обращен к углублению защелки, причем коромысло может поворачиваться так, что в этом повернутом положении ее стопорный палец толкает выступ защелки так, что ближе к концу перемещения, в результате которого приводной механизм перехожит в нагруженное разомкнутое положение, стопорный палец толкает выступ, заставляя защелку поворачиваться, тем самым автоматически включая быстрое замыкающее действие, переводящее приводной механизм в замкнутое положение.