用于马达操作器的支承衬件结构 【发明领域】
本发明涉及一种用于断路器的马达操作器。更具体地说，本发明涉及一种装配马达操作器的改进的结构和方法，在螺杆轴各端设有一个支承衬件结构(bearing insert)，所述支承结构适合于方便地插入马达操作器壳体的相对壁中。
相关技术的说明
通过将一个马达操作器固定在断路器表面的上方，断路器通常被遥控地致动，因此，马达操作器能够致动断路器。一种典型的马达操作器包括一个电动马达，其通过齿轮系可操作地连接到一个螺杆上。滑动致动器被螺纹地连接到螺杆上，因此螺杆的转动使滑动致动器来回地往复运动。该滑动致动器安装在断路器的操作把手上，因此致动器的运动移动操作把手。被滑动致动器按压时，位于滑动致动器的行程范围两端的切断/拨动开关切断电流，并使将要供给马达的电流反向。一个印刷电路板通常包括马达操作器的控制电路。当用户发送信号来关闭断路器时，控制电路将供给电流到马达，从而转动螺杆轴以使滑动致动器从其行程一端滑动到另一端，从而移动断路器的操作把手并闭合断路器。滑动致动器一到达断路器被闭合的行程端部，滑动致动器就在那个位置碰撞拨动开关，从而切断供给马达的电流并且使供给的马达电流反向。当用户发送一个打开断路器的信号时，控制电路将再一次给马达供给电流，从而使滑动致动器移动到其行程的相对端，使断路器的操作把手移动到其打开位置。如前所述，当滑动致动器到达断路器打开位置时，其撞击一个切断/拨动开关，切断供给马达的电流，并且使流向马达地电流反向。
现有马达操作器的螺杆轴被固定在壳体的相对壁之间，因此，马达操作器的装配需要首先将各种垫圈、定位环、轴承、一个齿轮和一个滑动致动器安装在螺杆轴上，弯曲壳体，将螺杆轴插在适当的壁之间，然后使壳体偏转回其原始位置。除了给马达操作器的装配带来不必要的困难之外，这种设计还排除了马达操作器自动装配的可能性。
因此，需要一种具有改进结构的能允许装配简化并可能自动化的马达操作器。另外，需要一种装配马达操作器的改进方法。
【发明内容】
本发明提供了一种用于马达操作器的螺杆轴的支承衬件结构，从而允许螺杆轴被安装在壳体中，而不需要使相对的壳体壁彼此远离地弯曲。
支承衬件结构的一个优选实施例通常是矩形的，而且在一些实施例中可以具有辐射式的或锥形式的底端。支承衬件结构的底端包括一个孔，使该孔具有一定的尺寸和结构以容纳马达操作器的螺杆轴的一端。支承衬件结构的侧部和底部包括多个凸缘，使这些凸缘具有一定的尺寸和结构，以使其沿马达操作器壳体壁的两侧安装。在一些优选实施例中这些凸缘的至少一个可以延伸，而且可以限定一个孔，例如一个用于容纳螺钉或螺栓的螺纹孔。
为了装配包含本发明的马达操作器，一个齿轮、滑动致动器和其它通常安装在螺杆上的元件首先被安装在该杆上，接着，本发明的一个支承衬件结构被安装在螺杆轴的各端上，所述支承衬件结构然后被放入具有一定的尺寸和结构来容纳它们的槽中，所述槽被限定在马达操作器壳体的相对壁内，其中各支承衬件结构的凸缘被安装在相应壁的各侧上。最后螺栓或螺钉可以穿过壳体中的孔进入在支承衬件结构内限定的螺纹孔中。
将螺杆轴设置在本发明的一对支承衬件结构之间，并且然后将支承衬件结构安装在位于马达操作器壳体的相对壁内的适当结构的槽中，消除了使马达操作器壳体的相对壁彼此远离地弯曲以便通过直接限定在这些壁中的一个孔安装螺杆轴端部的必要。另外，消除了弯曲马达操作器壳体壁的必要能增加使用自动装配方法的可能性，从而降低了马达操作器的成本。
附图简要说明
图1是带有相联马达操作器的断路器的顶视立体图。
图2是断路器及其相联马达操作器的顶视立体图，马达操作器的罩被拆下。
图3是断路器及马达操作器的顶视立体图，马达操作器的罩被拆下。
图4是断路器及马达操作器的顶视立体图，马达操作器的罩和印刷电路板被拆下。
图5是本发明的支承衬件结构的立体图。
图6是本发明的支承衬件结构的顶视图。
图7是本发明的支承衬件结构的前视图。
图8是本发明的支承衬件结构的侧视图。
图9是本发明的马达操作器、螺杆轴及其相联支承衬件结构的分解立体图。
图10是用于本发明的马达操作器的壳体的立体图，螺杆轴及其相联的支承衬件结构已经被安装到壳体中。
相同或相似的附图标记在整个附图中表示相同或相似的特征。
具体实施方式的详细说明
本发明提供一种用于断路器的马达操作器的改进的结构和装配方法。
图1到4示出了一个安装在断路器14的表面12上的马达操作器10。该马达操作器10包括一个壳体16，该壳体16具有一个底部18、固定架20、和罩22。该底部18被铰接固定到固定架20上，固定架20又通过现有断路器中公知的方式固定到断路器14的表面12上，例如通过穿过孔24的螺钉固定。底部18还包括一个提升凸耳26，用于从固定架20抬起铰接固定的底部18以提供断路器14的手动控制。马达操作器10的壳体16还包括一个罩22，该罩与底部18一起完全包住马达操作器10。
参照图2-4，马达操作器10包括一马达28，在该例中为一个固定在底部18的壁30和马达支架32之间的电动马达28。一个螺杆轴34在底部的壁30和壁36之间延伸，且在两端可旋转地固定在壁中，齿轮38设置在螺杆轴34的一端，齿轮38可操作地与被马达28驱动的相应齿轮啮合，因此，螺杆轴34由马达32驱动。一个滑动致动器40包括一个上部42和一个下部44，上部与螺杆轴34螺纹连接，下部与断路器14的操作把手46接合。在滑动致动器40的行程范围的每端设置一个切断/拨动开关。该切断/拨动开关未示出但在现有技术中是公知的，当该开关被滑动致动器40致动时，它将同时地切断供给马达28的电流，并使通过马达28的电流反向。流过马达28的电流还通过印刷电路板48及其相连的(公知的)信号处理电路控制。
马达操作器10通常被用于遥控断路器14或用于较大的断路器，其中较大的断路器需要在操作把手上施加一定的力。当用户发送一个关闭断路器14的信号时，PC板48内的控制电路将给马达28供以电流，从而使螺杆轴34转动以使滑动致动器40从其行程的一端移动到另一端，从而移动断路器的操作把手46，并闭合断路器44。一到达闭合断路器14的滑动致动器的行程端部，滑动致动器40就在那个位置处碰撞切断/拨动开关，从而切断供给马达28的电流，并且使供给马达28的电流反向。当用户打开断路器14时，PC板48内的控制电路将再一次给马达28供以电流，从而使滑动致动器40沿螺杆轴34移动到其行程的另一端，使断路器的操作把手46移动到打开位置。如前所述，当滑动致动器40到达断路器打开的位置时，其撞击切断/拨动开关，切断供给马达28的电流，并且也使流向马达28的电流反向。
如上所述，显然装配马达操作器10必须包括弯曲壁30和/或壁36以便螺杆轴34的端部50、52可以被插入壁30、36的孔35中的步骤。当然此步骤必须在将滑动致动器40、齿轮38、以及马达操作器领域中公知的其它安装硬件安装在螺杆轴34上之后进行，同时，将其它元件保持在螺杆轴上。这种装配步骤给马达操作器的装配带来不必要的困难，排除了自动的装配方法。
参照图5-8，这种需要由本发明的支承衬件结构54实现。支承衬件结构54的一些优选实施例通常是矩形的，包括一对基本平行的侧部56、58，一个底部60，一个顶部62，一个外表面64，和一个内表面66。为了说明的目的，通常为矩形的术语被定义为具有基本平行的侧部56、58，而且在一些优选实施例中可以包括一个圆形(圆角)的或锥形的底部60，在所示实施例中具有一个圆角的、半圆形底部60。这种结构既利于装配又提供了对槽78(下面描述)的完全覆盖。支承衬件结构54包括一个孔68，该孔具有一定的尺寸和形状来容纳螺杆轴34的一端部50、52。支承衬件结构54还包括用于将支承衬件结构54固定在马达操作器壳体壁内的装置。支承衬件结构54的许多优选实施例将包括一个沿其侧部56、58和底部60延伸的槽70，该槽具有一定的尺寸和形状来容纳马达操作器壳体16的壁30、36。在所示例中，槽70被限定在多个外凸缘72和内凸缘74之间，所述外凸缘72从邻近外表面64的侧部56、58和底部60向外伸出，内凸缘74也从邻近内表面66的侧部56、58和底部60向外伸出。在一些优选实施例中，所述凸缘72、74中的至少一个可以被延伸，限定一个具有一定尺寸和结构的孔76以容纳螺栓或螺钉。在所示例中，两个内凸缘74(被标以74a)各限定一个孔76。在一些优选实施例中，孔76可以是螺纹孔。
使用交互凸缘72、74的上述优选实施例具有易于制造的另外优点。支承衬件结构54的一些优选实施例可以由模制的聚合物或树脂制成。交互凸缘72、74易于使用直铸(塑)模(draw mold)来形成支承衬件结构54并且便于从模上取下支承衬件结构54。
参照图9-10，示出了使用支承衬件结构54将螺杆轴34安装在壳体16中的方法。壳体底部18a的壁30a、36a各自包括一个槽78，该槽具有一定的尺寸和形状来容纳支承衬件结构54。在齿轮38、滑动致动器40、和其它必须的安装硬件(未示出并且在马达操作器领域中是公知的)被安装在螺杆轴34上之后，螺杆轴34的端部50、52被各自插入支承衬件结构54的孔68中。端部50、52可以具有比螺杆轴34的其余部分小的直径，从而限定了一个轴肩并使螺杆轴34定位，该轴肩限定了螺杆轴34可以被插入支承衬件结构54中的程度。各支承衬件结构54然后被插入限定在壁30a、36a内的一个槽78中，同时将螺杆轴34的端部50、52保持在孔68中。在一些实施例中倒圆的或锥形的底部60便于这种插入。最后，使螺钉80通过壁30a、36a内的孔82插入螺纹孔76中，从而将支承衬件结构54固定在槽78内。
尽管已经详细地描述了本发明的特定实施例，但本领域技术人员应该知道根据所披露的内容给出的启示可以对那些细节进行各种变型和替换。因此，所披露的特定设置旨在示例而不是限定本发明的范围，本发明的范围将在所附权利要求及其所有等效例中给出。