專利名稱：模制外殼斷路器及其活動導(dǎo)體組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模制外殼斷路器及這種斷路器中的活動導(dǎo)體組件。
模制外殼斷路器的每個電極包括一個固定觸點和一個活動觸點?；顒佑|點安裝在活動導(dǎo)體組件上，活動導(dǎo)體組件包括一條觸點臂，觸點臂的自由端上固定有活動觸點。觸點臂的另一端由一個觸點臂承載件支承，以便借助一個彈簧動力的操縱機構(gòu)在觸點的閉合和打開位置之間轉(zhuǎn)動。活動導(dǎo)體組件包括觸點彈簧，它將活動觸點壓在固定觸點上，使觸點閉合，以便提供接觸壓力并補償觸點的磨損。觸點臂通常是由一疊銅疊片制成的，在這種情形中設(shè)有多個彈簧，每個彈簧偏壓一個或多個疊片。固定和活動觸點往往包括主觸點和輔助觸點，其布置得使輔助觸點在主觸點之后打開，因而承受大部分磨損，磨損是當觸點承載大電流時打開觸點引起的電弧中斷時產(chǎn)生的。
通常，模制外殼斷路器提供一種吹開特征，以便加快斷路器對短路的反應(yīng)。觸點臂或各疊片可擺動地連接于觸點臂承載件，因而短路電流產(chǎn)生的大的磁性斥力在彈簧動力操縱機構(gòu)能夠轉(zhuǎn)動承載件之前使觸點臂在承載件上擺動以打開觸點。在許多模制外殼斷路器中，除了提供接觸壓力的彈簧以外，另一彈簧組控制吹開觸點臂所需要的電流水平。為了節(jié)省空間又降低成本，最好具有進行兩種功能的一組彈簧。雖然已有一些模制外殼斷路器，它們具有完成兩個功能的一組彈簧，但是，提供需要的接觸壓力所需的高彈簧力可能在對短路反應(yīng)時產(chǎn)生局限。
人們一直希望增加各種尺寸的模制外殼斷路器的電流額定值。一般來說，由于電流額定值受到斷路器中溫升的局限，因而電流額定值是可以容納在一定的斷路器框架中的導(dǎo)體尺寸的函數(shù)。在設(shè)計模制外殼斷路器中另一個要點是組裝的方便性?；顒訉?dǎo)體組件的所有各種零件，例如臂的疊片、許多小彈簧、用于連接觸點臂疊片及負載導(dǎo)體的撓性分流器及其它零件，都必須在彈簧負載下組裝。
如果觸點變得焊合，那么，即使電路已經(jīng)斷開，某些模制外殼斷路器的操縱機構(gòu)手柄仍可能被移至斷開位置，甚至鎖定在斷開位置上。
在模制外殼斷路器的所有上述各方面都有改進的余地。
因此，需要一種改進的斷路器及活動導(dǎo)體組件，其可提供需要的接觸壓力，但其又使觸點臂可以響應(yīng)于短路電流快速、容易地吹開。
也需要一種活動導(dǎo)體組件，其對于一定尺寸的斷路器框架可以提供增大的電流額定值。
也需要這樣一種改進的斷路器和活動導(dǎo)體組件，它能夠滿足上述需要，并且在觸點焊合時也能夠提供可靠的指示。
特別需要這樣一種改進的活動導(dǎo)體組件，其結(jié)構(gòu)簡單、易于組裝，從而可降低成本，減少組裝難度。
本發(fā)明可滿足上述的和其它的需要，本發(fā)明涉及一種斷路器，它具活動導(dǎo)體組件，它可提供改善的吹開響應(yīng)、對一定的斷路器框架允許更高的電流額定值，提供可靠的斷開特性，以及標準尺寸的結(jié)構(gòu)，這使斷路器的組裝方便、成本低廉。
改善的吹開響應(yīng)是通過下述布置提供的，在這種布置下，使觸點保持閉合位置及補償磨損所需要的接觸壓力為響應(yīng)短路而被釋放。更具體來說，觸點臂具有一個從觸點臂擺動的第二端基本徑向向外伸出的接觸壓力凸起部，以及一個由觸點臂承載件承載的凸輪件，它受一彈簧偏壓，與觸點臂上的接觸壓力凸起部接觸，從而在閉合時向可分開的觸點施加接觸壓力。當觸點臂響應(yīng)于吹開力相對于凸輪件轉(zhuǎn)動時，彈簧受壓。設(shè)有在彈簧施壓時使凸輪件脫開與接觸壓力凸起部接合的裝置。因此，接觸壓力降低，觸點壁迅速轉(zhuǎn)動至吹開位置。
觸點臂承載件最好限定一條在基本相切于觸點臂的第二端的路徑上引導(dǎo)凸輪件的槽道，以及一個使凸輪件從觸點臂第二端擺開，使凸輪件脫開與接觸壓力凸起部接合的裝置。使凸輪件擺開的裝置最好包括一個在凸輪件上的側(cè)向凸起，其靠在槽道的外壁上，外壁有一凹部，當彈簧受壓時凸起降入該凹部以便擺動凸輪件。觸點臂的第二端具有鄰近于接觸壓力凸起部的第一弧形凸輪面，凸輪件具有一個接合接觸壓力凸起部的端部和一個鄰近于該端部的第二弧形凸輪面。觸點臂的第一弧形凸輪面在凸輪件已脫開與接觸壓力凸起部的接合之后沿第二弧形凸輪面滑動，觸點臂響應(yīng)于吹開力繼續(xù)在承載件上轉(zhuǎn)動。這些凸輪面之一具有一個凸起，而另一個具有一個凹部，該凹部接合凸起將觸點臂保持在完全吹開的位置上。觸點臂槽道中的凹部具有一個凸輪壁，彈簧將凸輪件上的凸起壓在該凸輪壁上。該凸輪壁偏壓凸輪件并且朝著觸點臂的第二端轉(zhuǎn)動。這使觸點臂在被吹開后可以復(fù)位，當觸點臂轉(zhuǎn)至完全吹開位置時也使凸輪件向觸點壁施加一個大小受控的力。當觸點臂是由多個疊片構(gòu)成時，設(shè)有多個凸輪件和偏壓彈簧，每對疊片一個。
內(nèi)裝多個凸輪件和彈簧的槽道最好橫向延伸過承載件本體。該槽道的兩端由承載件側(cè)板封閉。借助接合在承載件本體的槽道壁上的橫向槽中的銷子，凸輪件當其使彈簧預(yù)加載時可保持在槽道中。因此，凸輪件可從帶有彈簧預(yù)加載的那側(cè)裝入承載件本體并借助側(cè)板保持在位。
通過容納一個較寬的觸點臂，例如，具有較厚或較多疊片的觸點臂的方式，本發(fā)明可使一定的斷路器框架增加電流額定值。這是通過下述方式實現(xiàn)的，即，承載件本體具有一個橫向槽道，其中設(shè)置觸點彈簧，一對側(cè)板封閉槽道并在周緣上具有凹部，這使得操縱機構(gòu)的聯(lián)桿擺至承載件本體，同時保持在與側(cè)板相同的平面中。另外，側(cè)板具有在承載件本體上方延伸的側(cè)凸起部，承載臂本體的疊層擺至該側(cè)凸起部。這減少了包圍觸點臂的金屬量，因而減少了在金屬零件中感應(yīng)的渦流產(chǎn)生的熱。
側(cè)板上的側(cè)凸起部與操縱機構(gòu)的聯(lián)桿配合工作提供可靠的斷開特征。側(cè)凸起部朝著操縱機構(gòu)凸起并具有弧形周緣。操縱機構(gòu)的聯(lián)桿是彎曲的，圍繞凸起部延伸，以便在側(cè)板的凹部中可擺動地連接于承載件本體。在正常操作下，承載件以及側(cè)凸起部被操縱機構(gòu)轉(zhuǎn)動以打開觸點。在上述條件下，側(cè)板被轉(zhuǎn)出操縱機構(gòu)聯(lián)桿的路徑。但是，當觸點焊合時，觸點臂以及觸點臂承載件不能轉(zhuǎn)動。因此，彎曲的聯(lián)桿抵靠側(cè)凸起部，這阻礙了聯(lián)桿的運動，因而阻礙了操縱機構(gòu)的運動。這種狀況向使用者提供了觸點被焊合的指示。但是，如果觸點只是輕微焊合在一起，那么，聯(lián)桿向承載件施加一個可以打破焊合的轉(zhuǎn)矩，從而使觸點打開。
現(xiàn)在對照以下附圖描述本發(fā)明的推薦實施例，進一步闡述本發(fā)明。
圖1A是處于“接通(on)”位置的本發(fā)明的斷路器的縱剖圖。
圖1B類似于圖1A，圖中斷路器處于“斷開(off)”位置。
圖1C類似于圖1A，圖中斷路器“跳閘(tripped)”。
圖1D類似于圖1A，圖中觸點臂處于“吹開(blow off)”位置。
圖2是按照本發(fā)明的一個實施例的中央電極活動導(dǎo)體組件的分解立體圖。
圖3是帶有切斷的零件的斷路器的分解立體圖。
圖4A是帶有切斷的零件的側(cè)視圖，表示觸點臂凸輪的動作，觸點臂處于“接通”位置并帶有新的觸點。
圖4B類似于圖4A，但圖中帶有磨損的觸點。
圖4C類似于圖4A，但圖中觸點臂處于斷開和跳閘位置。
圖4D類似于圖4A，但表示觸點臂處于“吹開”的過程中。
圖4E類似于圖4A，但是表示觸點臂處于完全“吹開”和鎖住位置。
圖5是構(gòu)成本發(fā)明一部分的凸輪件的一個替代實施例的立體圖。
圖6是構(gòu)成本發(fā)明斷路器的一部分的觸點臂承載件本體的一個替代實施例的立體圖。
圖7是按照本發(fā)明的標準化橫桿的一個推薦實施例的分解立體圖。
圖8是裝有圖7所示的標準化橫桿的組件的立體圖。
圖1A-1D表示本發(fā)明的模制外殼斷路器1的有關(guān)特征。該實例的斷路器1是一個三極斷路器，圖中示出中央電極。雖然本實例的斷路器是三極斷路器，但是顯然斷路器的標準化結(jié)構(gòu)也適用于組裝帶有少于或多于三個電極的類似斷路器。
斷路器1包括一個模制外殼3，該外殼具有一個底部5和一個蓋(未畫出)。每個電極具有一個可分開的觸點組7，包括一個固定主觸點9和一個活動主觸點11。另外，可分開的觸點組7包括一個固定輔助觸點13和一個活動的輔助觸點15。固定主觸點9安裝在一個線路側(cè)導(dǎo)體7上，該導(dǎo)體電連接于一個線路側(cè)接頭(未畫出)，以便連接于一個外部電路(未畫出)。固定輔助觸點13安裝在一個導(dǎo)體19上，該導(dǎo)體電連接于線路側(cè)導(dǎo)體17。
活動主觸點11和活動輔助觸點15安裝在一個活動觸點組件21上，該組件通過撓性分流器23連接于一個負載側(cè)導(dǎo)體25，該導(dǎo)體的一個接頭端用作負載接頭。當斷路器如圖1A所示閉合時，來自連接于線路接頭(未畫出)的電流經(jīng)過線路側(cè)導(dǎo)體17、可分開的觸點組7、活動導(dǎo)體組件21、撓性分流器23和負載側(cè)導(dǎo)體25流向負載(未畫出)。
活動觸點組件21包括一觸點臂27，其具有一個第一或自由端29和一個第二或支承端31。如圖2所示，觸點臂由一疊主觸點臂疊片27m和輔助觸點臂疊片27a組成?；顒又饔|點11固定在主觸點臂疊片27m的自由端上，而活動輔助觸點15固定在輔助觸點臂疊片27a的自由端上。大家知道，所選擇的疊片數(shù)目應(yīng)能提供斷路器的需要的電流額定值，這將在下文中詳述。
疊層的觸點臂27由觸點臂承載組件33支承，該組件則借助一標準化橫桿35可轉(zhuǎn)動地安裝在斷路器外殼中。如圖3所示，所有電極的承載組件都安裝在標準化橫桿35上一起轉(zhuǎn)動。可鎖定的彈簧動力的操縱機構(gòu)37可擺動地連接于中央電極承載組件33以便轉(zhuǎn)動各承載組件33，因此在圖1A所示的閉合或“接通(on)”位置和圖1B所示的打開或“斷開(off)”位置之間轉(zhuǎn)動所有電極的觸點臂27。這種彈簧動力的操縱機構(gòu)是公知技術(shù)。一個跳閘單元39響應(yīng)于變流器41檢測出的通過斷路器的電注，以便響應(yīng)于可選擇的電流條件來松開彈簧動力的可鎖定的操縱機構(gòu)37。跳閘單元39松開可鎖定的操縱機構(gòu)37，使操縱機構(gòu)37將承載組件33，因而將觸點臂27轉(zhuǎn)至如圖1C所示的“跳閘”位置，以便打開可分開的觸點并中斷負載電流。
斷路器1具有吹開特征。跳閘單元39和操縱機構(gòu)37對過流狀態(tài)的響應(yīng)有一個固有的時滯。象模制外殼斷路器的通常情況那樣，吹開特征使觸點臂27可以響應(yīng)于由流過斷路器的短路電流產(chǎn)生的很大的磁性斥力獨立于承載組件33轉(zhuǎn)動。圖1D表示在斷路器1中觸點臂27已響應(yīng)于短路電流吹開。雖然操縱機構(gòu)37在圖中仍處于閉合即“接通”位置，但是已開始跳閘，操縱機構(gòu)將啟動并移至圖1C的“跳閘”位置。
除了其它優(yōu)點以外，本發(fā)明提供一種改進的吹開特征。改進的吹開特征設(shè)置在承載組件33中。如圖1A和2所示，這種承載組件33包括一個模制的承載件本體43，它具有一個向上敞口的橫向槽道45。承載組件33也包括金屬側(cè)板47，當借助穿過孔51的銷49固定于承載件本體43上時，金屬側(cè)板封閉槽道45的端部。側(cè)板47具有一個從前部周緣55向內(nèi)延伸的凹部53。側(cè)凸起部57從凹部53并在承載件本體43上方延伸。穿過疊層的觸點臂27上的孔63的樞銷61安裝在凸起部57上孔65中以便在承載組件33上可擺動地安裝疊層的觸點臂27的第二端31。
觸點臂承載組件33借助操縱機構(gòu)37的一對間隔開來的下部肘桿67連接于彈簧動力的可鎖定的操縱機構(gòu)37。上述肘桿67借助一個穿過孔70的樞銷69在側(cè)板47的周緣55上的凹部53中可擺動地連接于承載件本體43，因而肘桿67的鉤部與側(cè)板共面。一般來說，模制外殼斷路器的操縱機構(gòu)的下部肘桿可擺動地連接在觸點承載件的外側(cè)，這會增加電極機構(gòu)的總寬度。通過使肘桿67與側(cè)板55共面，電極機構(gòu)的較多寬度可用于觸點臂27的厚度。由于在活動導(dǎo)體組件中的銅量影響活動導(dǎo)體組件的電阻，因而觸點臂越厚，對于一定溫升來說電流額定值可以越大。在觸點臂承載組件33中，觸點臂27可擺動地支承在側(cè)板的凸起部57上，承載組件33也有助于增大斷路器的電流額定值。這是由于觸點臂提供的電流路徑最少地被可因感應(yīng)渦流生熱的金屬包圍的緣故。
圖2以分解圖表示活動導(dǎo)體組件33和中央電極的一些共同工作的零件。如圖所示，有許多凸輪件71，它們裝在承載件本體43上的橫向槽道45中。在本實施例中，每對主觸點臂27m有一個凸輪件71，每對輔助觸點臂27a另有一個凸輪件，這將在下文中詳述。在橫向槽道45也裝有一螺旋壓簧73，其用于將每個凸輪件71壓在一對有關(guān)的觸點臂疊片上。凸輪件71和壓簧73由側(cè)板47擋在槽道45中，側(cè)板則通過銷49固定在承載件本體43上。凸輪件71-從側(cè)面插入槽道就受到限制，不能從槽道45的向上敞開的面脫出，這將在下文中詳述。因此，彈簧和凸輪被側(cè)板47保持在位，而觸點臂疊片27m和27a則由樞銷61連接于側(cè)凸起部57。這種布置大大地簡化了活動導(dǎo)體組件21的組裝，從而降低了成本，提高了可靠性。
標準化橫桿35包括六方軸部75，每個六方軸部通過與橫穿承載件本體43的六方通道，即，六方孔77的接合而連接于一個觸點臂承載組件33。雖然六方棒材容易得到，但是其它形狀的橫桿，包括其它多邊形也可以用于將軸部75鍵接于承載件本體43，通過這種連接而鎖定在一起轉(zhuǎn)動。為了使用連接于中央電極的操縱機構(gòu)反抗觸點彈簧壓力閉合每個電極的觸點，必須施加轉(zhuǎn)矩，有鑒于此，重要的是在橫桿和承載件本體之間要有牢固的連接。在與中央電極有關(guān)的橫桿軸部75的每端上有一個模制的軸承79，該軸承具有一個接納軸部的六方凹部81。每個軸承的外側(cè)的一個類似的六方凹部接納相鄰?fù)獠侩姌O(圖2中未畫出)的一個六方橫桿軸部。銷83將橫桿軸部75連接于軸承79。軸承在其周面上也有一個環(huán)緣85，其用于橫桿組件的側(cè)向定位，這將在下文中講到。圖2也表示一對在中央電極中的支承板87，其支承操縱機構(gòu)37。例如，操縱機構(gòu)的倒U形手柄架89支承在銷91上，銷91裝在支承板頂部的凹口93中，使手柄架在圖1A-1C所示的“接通”、“斷開”及“跳閘”位置之間轉(zhuǎn)動。操縱機構(gòu)的下部肘桿67也表示在圖2中。
由于下部肘桿67的下端與側(cè)板47共面，它們是彎曲的，從樞銷69圍繞側(cè)凸起部57延伸至操縱機構(gòu)37。從圖1A和1B可以看出，當操縱機構(gòu)從“接通”位置被驅(qū)動至“斷開”位置時，觸點承載組件33轉(zhuǎn)動，因而為下部肘桿67轉(zhuǎn)動提供了間隙。但是，如果可分開的觸點組7變得焊合，承載件不能轉(zhuǎn)動，那么，與側(cè)板47共面的肘桿67被側(cè)凸起部57接合，不能轉(zhuǎn)動。這就阻止了操縱機構(gòu)37將手柄架89保持在圖1b所示的斷開位置上。因此，使肘桿67與承載組件的側(cè)板47共面，也提供了一種可靠的斷開特征，當觸點被焊合時使用戶知道斷路器并未打開。另外，由于肘桿67與側(cè)板47共面，通過向連接于手柄架的手柄(未畫出)加壓可以打破觸點的輕度焊合。
圖3表示通過標準化橫桿35相連的三電極斷路器的活動導(dǎo)體組件21在斷路器外殼3中的安裝。外殼3的底部5借助隔板97分成三個相鄰的平行腔室95a,95b和95c。這些隔板97具有朝上的槽99。在槽99底部的半圓支承塊101形成槽103，當將活動導(dǎo)體組件和橫桿的組件降入底部時橫桿軸承79上的環(huán)形肋85裝入槽103中。外部電極的橫桿軸部75的外端上的定位樞軸105裝在底部5的外壁109上的燕尾槽107中。中央電極腔室95b中的操縱機構(gòu)37的支承板87具有朝下的U形槽111，當將支承板插入外殼中時該槽構(gòu)成軸承79上的環(huán)形肋85的上半部的支承面。每個支承板87具有一對向下凸起的扭片113，它們穿過底部5的底壁117上的槽115和扭板119，然后轉(zhuǎn)動90°將支承板固定在位，并固定可轉(zhuǎn)動的橫桿的位置。絕緣的相間隔板121插在支承板87的外側(cè)，并具有偏置的延伸部，其上帶有弧形底面125，在環(huán)形肋125外側(cè)抵靠在軸承79的上側(cè)以完成橫桿軸承安裝部的上半部。帶有倒棱的橫桿保持塊127插入燕尾槽107以固定定位樞銷105的位置。操縱機構(gòu)37安裝在中央電極支承板87之間，不過為清楚起見在圖3中只畫出下部肘桿67之一和手柄架89。
圖4A-4E表示吹開特征。觸點臂27的被支承的第二端31具有一個接觸壓力凸起部129。相鄰于接觸壓力凸起部129有一凸輪面131，其基本為一個以樞銷61的軸線為中心的圓弧。相鄰于凸輪面131的上端有一平面133，其上焊有撓性分流器23。凸輪件71具有鄰接第二凸輪面135的凸輪端133，第二凸輪面135與觸點臂上的第一凸輪面131互補。凸輪件相反端上的凸起137用作觸點彈簧73的座。導(dǎo)向銷139從一個斜對凸輪端的角部縱向延伸。在本側(cè)的斷路器5中的每個凸輪件71抵靠一對觸點臂疊片(27m,27a)，這些凸輪件71裝在承載件本體43上的橫向槽道45中。導(dǎo)向銷139有助于向著或背離觸點臂的支承端31沿著槽道45的前側(cè)壁141引導(dǎo)凸輪件。當如圖4A所示可分開的觸點組7閉合時，觸點彈簧73將凸輪件71壓向觸點臂，使凸輪件71的凸輪端抵靠觸點臂上的接觸壓力凸起部129，產(chǎn)生一個如圖所示的逆時針力矩，施加一個使觸點組7保持閉合的壓力。觸點閉合壓力也由操縱機構(gòu)通過下部肘桿67提供。但是，在斷路器使用壽命內(nèi)，觸點對承受使其磨損，即，失去厚度的條件。這可以是由下述原因引起的在產(chǎn)品使用中開關(guān)正常負載電流引起的電弧腐蝕、在大的短路電流期間的電弧或較大的使觸點臂閉合在較軟觸點材料如銀合金上的力引起的接觸變形。為了有效地承載電流(使觸點電阻及生熱最小)，在觸點對的所有磨損狀態(tài)中，接觸力必須得以產(chǎn)生和保持。
接觸力作為操縱機構(gòu)37的彈簧(未畫出)引起的負荷和觸點彈簧73在觸點界面上產(chǎn)生的負荷之間的平衡而產(chǎn)生。觸點彈簧73解決了為幾何變化和上述狀態(tài)引起觸點厚度變化的問題。當觸點11和15沖擊靜止觸點9和13時產(chǎn)生圍繞觸點臂樞銷61的順時針力矩。該力矩被圍繞樞銷61的一個逆時針力矩平衡，逆時針力矩是在凸輪端133和觸點臂27的接觸壓力凸下部129之間的界面上觸點臂凸輪件71的阻力引起的。該阻力是由于在承載件本體43中凸輪件71的運動壓縮了觸點彈簧73而產(chǎn)生的。
圖4A和4B表明由于觸點組7的厚度變化圍繞樞銷61的觸點臂定向稍有不同。觸點彈簧73對于圖4A所示新的狀態(tài)受到更多的壓縮，這由觸點臂凸輪件71在槽道45中更大的行程來指示。由于力矩臂和觸點彈簧變位幾乎不變，因而對于觸點磨損的所有階段來說，接觸力也幾乎不變。通過改變觸點臂和凸輪件的形狀可以進一步改善接觸力。
如圖4C所示，當斷路器1打開時，觸點臂凸輪件71被觸點彈簧73在槽道45中向上推動，直至裝在槽道45的壁147上的槽145中的凸輪止動銷143與承載件本體43接合為止。上述運動驅(qū)動觸點臂27進一步繞樞銷61逆時針擺動直至臂27下側(cè)上的觸點臂止動輪廓149會合承載件本體上的觸點臂止動部151為止。凸輪件71的運動由止動銷限制，但并不妨礙觸點臂27逆時針轉(zhuǎn)動。臂對承載件的止動是防止臂27以一種不受限制的可能再次閉合可分開的觸點組7的方式逆時針擺動所必須的。
在凸輪件71上的凸輪止動銷143在組裝活動導(dǎo)體組件21中也起到重要作用。如上所述，凸輪彈簧73抵靠在各凸輪件71上，從側(cè)面插入承載件本體43上的橫向槽道45中。凸輪止動銷143通過凸輪件上的彈簧預(yù)加載將凸輪件保持在向上敞開的槽道45中。雖然圖中止動銷143在凸輪件71上，槽145在槽道45的側(cè)壁147上，但是止動銷也可以從槽道45的壁147上凸起，止動槽145也可以在凸輪件71側(cè)形成。
在高短路中斷過程中，在操縱機構(gòu)37的任何運動被跳閘單元39啟動之前，觸點臂27從靜止導(dǎo)體17被推開。在上述過程中橫桿35基本保持靜止。觸點臂27繞樞銷61擺動，同時使觸點臂凸輪件71位移，如圖4D和4E所示。如圖4D所示，槽道45沿一條路徑引導(dǎo)凸輪件71，所述路徑在觸點臂的轉(zhuǎn)動平面內(nèi)且相鄰于觸點臂的第二端31基本垂直于觸點臂27。在圖4D中，觸點臂27繞樞銷61順時針轉(zhuǎn)動，已將觸點彈簧73壓至接近其極限。在臂上的接觸壓力凸起部129即將滑離凸輪件71上的凸輪端133。發(fā)生這種情況的原因是在槽道45中的凸輪件71的向下平動，這使凸輪件71上的側(cè)向吹開凸起153當其滑入槽道45的側(cè)壁147上的吹開凹部155時可向右移動。然后，凸輪件71擺動時回避凸輪壓力凸起部129，從而釋放反抗這種運動的負荷。然后，觸點臂27如圖4E所示順時針自由轉(zhuǎn)動，直至觸點臂凸輪面131上的鎖定凹陷157接合凸輪件71上的凸輪面135上的鎖定凸起159為止。這種接合的目的是防止臂27反彈，而反彈可能閉合在活動和靜止觸點之間剛剛形成的氣隙并使電弧重燃。同樣，側(cè)向吹開凸起153也可以在槽道45的壁147上，吹開凹部也可以在凸輪件側(cè)形成。鎖定凹陷也可以在凸輪件71上，鎖定凸起也可在觸點臂上形成。應(yīng)注意的是，吹開凹部155具有一個凸輪壁161，其用于迫使凸輪件71逆時針轉(zhuǎn)動，以便當跳閘單元響應(yīng)于短路，啟動操縱機構(gòu)37使承載件轉(zhuǎn)動時使活動導(dǎo)體組件回位至圖4C所示結(jié)構(gòu)。上述凸輪壁161也提供凸輪件71上的凸輪面135對觸點臂上的凸輪面131的稍許偏壓力。但是，吹開過程中觸點彈簧73的大部分力傳入承載件本體37。通過利用較為剛性的為輔助觸點臂疊片27a而設(shè)的凸輪彈簧73，輔助臂可在相對較高水平的短路電流下被吹開，或在比主觸點臂疊片27m相對較低的狀態(tài)下被吹開。這使主觸點臂疊片27m能夠首先以較小的電弧打開，因而使電弧過程中產(chǎn)生的腐蝕被局限在輔助觸點對。這也可以通過下述方式實現(xiàn)，即，改變凸輪面131和觸點臂27的接觸壓力凸起部129的形狀，從而使輔助疊片27a的力矩臂相對于主臂疊片27m的力矩臂增大。
在相鄰的凸輪件71之間可進行連接以保證它們開始一起吹開。連接必須使每個凸輪件可作一定量的單獨運動，從而容許每個導(dǎo)體疊片有不同的觸點磨損速率。圖5表示具有上述連接163的改進型凸輪件71′。這種連接163包括在凸輪件71′一側(cè)上的凸起如銷165和在相反側(cè)上的對準的連接槽167。槽167相對于連接銷165的尺寸的寬度選擇得使相鄰的凸輪件71′可作需要的獨立運動。當一個凸輪件71′剛降至吹開點時，該凸輪件71′的連接銷165將接合相鄰?fù)馆喖?1′的連接槽的下緣，使相鄰?fù)馆喖膹椈墒軌翰⑹瓜噜復(fù)馆喖筛菀椎卮甸_。
上述承載件本體43可由多種材料如塑料、鑄造或機械金屬或粉末金屬制成。相間絕緣是由模制軸承79提供的。為了減小承載件的尺寸及改善期間扭轉(zhuǎn)強度，可對零件作某些改進。
圖6表示一種替代型承載件本體43′，它由一疊疊片431制成，這使不同電流額定值的斷路器的承載件本體可用標準化零件組裝。
圖7表示另一種替代實施例的承載件本體43″。粉末金屬技術(shù)比塑料模制可提供每單位體積更牢固的零件，并可保持相對嚴密的公差。在這個實施例中，六方管169制成為粉末金屬承載件本體43″的一個整體部分，以便與承載件側(cè)板47′上的六方孔176相連接。
圖7也表示一個改進的標準化橫桿35′。金屬或其它適當材料的長形件，即軸部171上再模制一種適當?shù)慕^緣材料173。金屬的作用是承受極間產(chǎn)生的大部分轉(zhuǎn)矩。在材料173上整體地模制一軸承175，至少在橫桿171的一端覆蓋絕緣材料以減小相鄰電極帶電零件之間傳導(dǎo)電流的可能性。
軸部171的端部長度尺寸可伸過相鄰兩電極中每一個的一半。這種標準化組件是為使中央承載件在中央電極中的兩個軸承之間能夠定位所必須的、由于橫桿軸部171只伸過外部電極中承載件本體43″的一半，因而插入管169外端中的六方塞181可支承定位樞銷183。
圖8表示由三個承載分組件33、兩個標準化橫桿35′和兩個端部六方塞181構(gòu)成的一個三電極橫桿組件179，每個橫桿35′包括一個帶有整體軸承175的軸部171，六方塞181帶有使橫桿端部在結(jié)合圖3所述燕尾槽中定位的定位銷183。通過擴展，再增設(shè)一個標準化承載組件33及一個標準化橫桿35′就制成一個四電極組件(未畫出)。銷185穿過承載件本體43及覆蓋模制的橫桿軸部171，以便在縱向固定橫桿組件。
雖然已經(jīng)詳述了本發(fā)明的具體實施例，但是本專業(yè)技術(shù)人員顯然可以按照所公開的全部技術(shù)內(nèi)容作出各種修改和變化。因此，所公開的特定布置只是為了說明，而并不是為了限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍應(yīng)為權(quán)利要求所限定并包括任何及全部的等同物。
權(quán)利要求
1．一種具有至少一個電極的斷路器，包括構(gòu)成可分開的一對觸點(7)的一個固定觸點(9)和一個活動觸點(11)；一個活動導(dǎo)體組件(21)，它包括一個活動觸點臂(27)，在其第一端(29)具有所述活動觸點(11)；一個觸點臂承載件(33)；鄰近于所述觸點臂(27)的第二端(31)將所述觸點臂(27)可擺動地安裝在所述觸點臂承載件(33)上的裝置(61)，其用于響應(yīng)由通過所述可分開一對觸點(7)的短路電流施加在所述觸點臂(27)上的吹開力轉(zhuǎn)動所述承載件(33)上的所述觸點臂(27)，所述觸點臂的第二端(31)上具有一個接觸壓力凸起部(129)；可擺動地安裝所述觸點臂承載件(33)的裝置(35)，其用于轉(zhuǎn)動并借助這種轉(zhuǎn)動使觸點臂(27)打開及閉合所述可分開的一對觸點(7)；一個由所述觸點臂承載件(33)承載的凸輪件(71)；一個彈簧(73)，它偏壓所述凸輪件(71)，使其與所述接觸壓力凸起部(129)接合，以便在閉合時向所述可分開的-對觸點(7)施加接觸壓力，所述觸點臂(27)響應(yīng)所述吹開力相對于所述凸輪件(71)轉(zhuǎn)動以便壓縮所述彈簧(73)；當所述彈簧壓縮時使所述凸輪件(71)移出與所述接觸壓力凸起部(129)接合的裝置(153,161)；以及連接于所述活動導(dǎo)體組件(21)以便打開和閉合所述可分開的一對觸點(7)的操縱機構(gòu)(37)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器(1)，其特征在于所述觸點臂承載件(33)限定一槽道(45)，沿著一條鄰近所述觸點臂(27)且在所述觸點臂的轉(zhuǎn)動平面內(nèi)基本垂直于所述觸點臂(27)的路徑引導(dǎo)所述凸輪件(71)，所述將凸輪件移出與所述接觸壓力凸起部(129)接合的裝置(153,161)包括將所述凸輪件(71)從所述觸點臂(27)的第二端(31)擺開的裝置。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的斷路器(1)，其特征在于所述擺動所述凸輪件(71)的裝置(153,161)包括一個在所述凸輪件(71)和所述槽道(45)的外壁(147)中的一個上且抵靠在另一個上的側(cè)向凸起(153)，以及一個在所述凸輪件(71)和外壁(147)中的所述另一個上的凹部(155)，所述側(cè)向凸起(153)降入所述凹部以便擺動所述凸輪件(71)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的斷路器(1)，其特征在于所述觸點臂(27)的第二端(31)具有一個鄰近于所述接觸壓力凸起部(129)的第一弧形凸輪面(131)，所述凸輪件(71)具有一個接合所述接觸壓力凸起部(129)的端部(133)和一個鄰近于所述端部(133)的第二弧形凸輪面(135)，在所述凸輪件(71)已經(jīng)移出與所述接觸壓力凸起部(129)的接合后，所述第一弧形凸輪面(131)沿所述第二弧形凸輪面(135)滑動，所述觸點臂(27)響應(yīng)于所述吹開力繼續(xù)在所述觸點臂承載件(33)上轉(zhuǎn)動。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的斷路器(1)，其特征在于所述第一弧形凸輪面(131)和所述第二弧形凸輪面(135)中的一個具有一個凸起(159)，另一個具有一個凹陷(157)，該凹陷接合所述凸起(159)以便將所述觸點臂(27)保持在完全吹開位置。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的斷路器(1)，其特征在于所述凹部(155)具有一個凸輪壁(161)，所述凸起(153)由所述彈簧(73)壓在凸輪壁(161)上，所述凸輪壁(161)用于偏壓凸輪件(71)，使其轉(zhuǎn)向所述觸點臂(27)的第二端(31)。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的斷路器，其特征在于所述凸輪件(71)和所述槽道(45)中的一個具有一個向外伸出的止動銷(143)，所述凸輪件(71)和所述槽道(45)中的另一個具有一條槽(145)，所述止動銷(143)滑入所述槽(145)，所述槽(145)和止動銷(143)的尺寸制得可向所述彈簧(73)施加一個預(yù)加載并且在裝配過程中將所述凸輪件(71)保持在所述槽道(45)中。
8．根據(jù)權(quán)利要求6所述的斷路器(1)，其特征在于所述觸點臂(27)含有多個疊片(27m,27a)，所述凸輪件(71)包括多個凸輪，每個凸輪接合所述疊片(27m,27a)中的至少一個，所述彈簧(73)包括多個彈簧，每個彈簧將一個所述凸輪(71)壓在所述至少一個疊片(27m,27a)上。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的斷路器(1)，其特征在于所述觸點臂承載件(33)具有一個承載件本體(43)，所述槽道(45)橫向伸過所述承載件本體(43)，所述多個凸輪(71)和彈簧(73)裝在所述槽道(45)中，所述觸點臂承載件(33)還包括封閉所述槽道(45)以保持所述凸輪(71)和彈簧(73)的側(cè)板(47)。
10．根據(jù)權(quán)利要求3所述的斷路器(1)，其特征在于所述凹部(155)具有一個凸輪壁(161)，所述彈簧(73)將所述凸起(153)壓在該凸輪壁上，所述凸輪壁(161)用于偏壓凸輪件(71)，使其轉(zhuǎn)向所述觸點臂(27)的第二端(31)。
11．一種斷路器，包括構(gòu)成一對可分開的觸點(7)的一個固定觸點(9)和一個活動觸點(11)；一個活動導(dǎo)體組件(21)，它包括一個具有第一端(29)的觸點臂(27)，所述活動觸點(11)固定在所述第一端上；一個觸點臂承載件(33)，所述觸點臂(27)的第二端(31)安裝在所述承載件上；可擺動地安裝所述觸點臂承載件(33)的裝置(35)，其用于轉(zhuǎn)動并借此使所述觸點臂(27)在打開和閉合位置之間轉(zhuǎn)動以打開和閉合所述可分開的觸點(7)；以及一個操縱機構(gòu)(37)，其具有一對間隔開來的聯(lián)桿(67)，其用于在所述打開和閉合位置之間轉(zhuǎn)動所述觸點臂承載件(33)；所述觸點臂承載件(33)包括一個承載件本體(43)；一對側(cè)板(47)；將所述側(cè)板(47)固定在所述承載件本體(43)側(cè)面上的裝置(49)，每個所述側(cè)板(47)具有一個從一個邊緣向內(nèi)延伸的凹部(53)，所述凹部(53)重疊所述承載件本體(43)的一部分；以及將所述間隔開來的聯(lián)桿(67)在所述側(cè)板(47)內(nèi)在所述凹部(53)中固定在所述承載件本體(43)上的裝置，所述聯(lián)桿(67)與所述側(cè)板(47)共面。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的斷路器(1)，其特征在于所述側(cè)板(47)上的所述凹部(53)在所述操縱機構(gòu)(37)和所述凹部(53)之間在所述側(cè)板(47)上形成凸起部(57)，所述聯(lián)桿(67)從所述操縱機構(gòu)(37)圍繞所述側(cè)凸起部(57)延伸，發(fā)所述可分開的觸點(7)打開時凸起部(57)轉(zhuǎn)動讓開所述聯(lián)桿(67)，但是側(cè)凸起部(57)在所述可分開的觸點(7)焊合在一起時接合所述聯(lián)桿(67)并防止所述聯(lián)桿(67)的運動。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的斷路器(1)，其特征在于所述凸起部(57)具有弧形周緣，所述聯(lián)桿(167)是彎曲的以便圍繞所述側(cè)凸起部(57)延伸并且在所述觸點(7)焊合時抵靠所述側(cè)凸起部(57)。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的斷路器(1)，其特征在于所述觸點臂(27)包括多個觸點臂疊片(27m,27a)，每個具有一個可擺動地安裝在所述觸點臂承載件(33)上的第二端(31)，所述觸點臂承載件(33)包括在所述承載件本體(43)上的橫向槽道(45)中的凸輪件(71)和將所述凸輪件(71)抵靠在所述觸點臂疊片(27m,27a)的第二端(31)上的彈簧(73)，所述側(cè)板(47)封閉所述橫向槽道(45)的端部。
15．根據(jù)權(quán)利要求12所述的斷路器(1)，其特征在于所述側(cè)板(47)是金屬的，所述側(cè)凸起部(57)從所述金屬側(cè)板(47)伸向所述操縱機構(gòu)(37)，所述觸點臂(27)可擺動地安裝在所述側(cè)凸起部(57)上。
16．根據(jù)權(quán)利要求11所述的斷路器(1)，其特征在于所述觸點臂(27)包括多個可擺動地安裝在所述觸點臂承載件(33)的第二端(31)上的觸點臂疊片(27m,27a)，所述觸點臂承載件本體(43)具有一橫向槽道(45)，所述觸點臂承載件還包括在所述橫向槽道(45)中的凸輪件(71)和將所述凸輪件(71)偏壓在所述觸點臂疊片(27m,27a)上的彈簧(73)，所述側(cè)板(47)封閉所述橫向槽道(45)的端部。
17．一種斷路器，包括構(gòu)成一對可分開的觸點(7)的固定觸點(9)和活動觸點(11)；一個活動導(dǎo)體組件(21)，它包括一個觸點臂(27)，它包括多個觸點臂疊片(27m,27a)，其具有固定在第一端(29)上的所述活動觸點(11)；以及一個觸點臂承載件(33)，它具有一個帶有一橫向槽道(45)的承載件本體(43)，裝在所述槽道(45)中的多個凸輪件(71)和將所述凸輪件(71)偏壓在所述疊片(27m,27a)上的多個彈簧(73)，所述側(cè)板(57)封閉所述橫向槽道(45)的端部；以及一個連接于所述活動導(dǎo)體組件(21)的，用于打開和閉合所述一對可分開的觸點(7)的操縱機構(gòu)(37)。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的斷路器(1)，其特征在于所述槽道(45)在所述側(cè)板(47)之間是敞開的，并且在一側(cè)壁(147)上有一條槽(145)，所述凸輪件(71)具有一個接合所述槽(145)以便將所述凸輪件(71)和彈簧(73)保持在所述槽道(45)中的保持銷(143)。
19．一種斷路器(1)，包括構(gòu)成一對可分開的觸點(7)的固定觸點(9)和活動觸點(11)；一個活動導(dǎo)體組件(21)，它包括一個具有第一端(29)的觸點臂(27)，所述活動觸點(11)固定在所述第一端上；一個觸點臂承載件(33)，它具有一個帶有一橫向槽道(45)的本體(43)，封閉所述槽道(45)端部的側(cè)板(47)，所述側(cè)板(47)具有在所述本體(43)上方延伸的凸起部(57)，樞銷裝置(61)使所述觸點臂(27)的第二端(31)樞接在基本處于所述本體(43)上方的所述凸起部(57)上，在所述槽道(45)中的凸輪裝置(71)，以及將所述凸輪裝置(71)偏壓在所述觸點臂(27)的所述第二端(31)上的彈簧(73)；以及一個連接于所述活動導(dǎo)體組件(21)，用于打開和閉合所述一對可分開的觸點(7)的操縱機構(gòu)(37)。
全文摘要
一種模制外殼斷路器具有活動導(dǎo)體組件,它包括裝有多個偏壓觸點凸輪件的標準化承載組件。每個凸輪件接合一對觸點臂疊片上的接觸壓力凸起部以形成接觸壓力。響應(yīng)于短路產(chǎn)生的磁斥力,凸輪件擺動并讓開接觸壓力凸起部。凸輪件和彈簧預(yù)裝在承載件本體的橫向槽道中,側(cè)向由側(cè)板保持在位,使觸點臂疊片更易于連接側(cè)板上的凸起部。側(cè)板凸起部相對于承載件抬高以減少渦流發(fā)熱,并通過限制與側(cè)板共面的操縱機構(gòu)的下部肘桿的運動而提供焊合觸點的可靠斷開指示。
文檔編號H01H1/22GK1220476SQ9811962
公開日1999年6月23日 申請日期1998年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月18日
發(fā)明者亨利·理查德·貝克, 肯尼思·馬丁·費謝爾, 大衛(wèi)·愛德華·利特爾, 約瑟夫·貝爾·亨伯特, 羅格·威廉·赫爾姆斯 申請人:尹頓公司