多极断路器的结构序列的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种不同结构尺寸、不同额定电流的多极断路器结构序列。为了降低所使用的U/A脱扣器方面的费用，对于所述结构序列的所有结构尺寸（1;2;3）设有相同结构形式的U/A脱扣器（10）。为此至少一较大额定电流的结构序列（3）配有蓄力器（52），它设置在U/A脱扣器（10）的脱扣顶杆（16）与控制锁（25）的锁棘爪（43）之间的作用链里面。此外在至少一配有蓄力器（52）的结构尺寸（3）中第二释放元件（35）与其控制锁（25）连接，第二释放元件在接通断路器时以比在其余结构组（1;2）中通过与其控制锁（24）连接的第一释放元件（34）更提前的时刻释放U/A脱扣器（10）。
【专利说明】多极断路器的结构序列
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种不同结构尺寸、不同额定电流的多极断路器结构序列，具有欠压脱扣器或工作电流脱扣器，下面称为U/A脱扣器。
【背景技术】
[0002]例如按照文献EP 619590 BI已知断路器还配有热磁脱扣器，也称为U/A脱扣器。
[0003]欠压脱扣器是一电磁铁，它在电压中断时操纵断路器的脱扣机构。在电流流动状态系统位于静止位置。通过常闭触点实现控制。欠压脱扣器在失压时释放断路器，用于例如防止电动机自动再启动。工作电流脱扣器是一电磁铁，它在施加电压时操纵断路器的脱扣机构。在无电流状态系统位于静止状态。通过常开触点实现控制。工作电流脱扣器用于远程释放，例如当电压中断不能导致自动断开的时候。在无电压的欠压脱扣器中或者在电流流动的工作电流脱扣器中断路器不能接通。为此在接通断路器时通过其控制锁超前于断路器主触点的接触地释放U/A脱扣器。缺陷是，对于不同额定电流的断路器由于随着结构尺寸的加大所需的释放能量值加大必需使用不同设计的U/A脱扣器。所需的U/A脱扣器典型数量由于许多独立部件和其逻辑连接在U/A脱扣器加工工艺中需要高费用。
[0004]为了在大额定电流的断路器中达到所需的释放力或者释放行程，按照文献US5512720 A建议一 U/A脱扣器,在其中组合蓄力器。该蓄力器由棘爪杆、脱扣杆和张紧簧组成。由于接通断路器通过其接通锁的接通运动，一方面棘爪杆反作用于张紧簧的力与脱扣杆啮合并由此张紧蓄力器，另一方面将U/A脱扣器的衔铁带到其静止位置。在U/A脱扣器激活时，通过其衔铁使棘爪杆脱离与脱扣杆的啮合范围。通过张紧簧的自由力脱扣杆引起控制锁以能量释放，该能量使由U/A脱扣器的电磁铁施加的能量继续增加。缺点是，所建议的U/A脱扣器由于组合的蓄力器需要许多独立部件，需要大的结构空间并且对于小额定电流的断路器无需蓄力器，或者占据不可避免的结构空间。
[0005]由文献DE 4202049 Cl已知一种用于断路器设备的热脱扣器。该热脱扣器在主电流路径中含有双金属带，它们在过电流时弯曲并且作用于脱扣桥、用于调整释放条件的调整机构以及蓄力器，它由棘爪杆和张紧杆组成，它们可以利用张紧簧相互夹紧。当过电流超过所调整的过负荷极限时，脱扣桥移动并且使棘爪杆摆动，脱离与张紧杆的啮合范围，由此使张紧杆在张紧簧的影响下执行使断路器设备控制锁脱扣的运动，这导致断路器设备主触点断开。在断路器设备从脱扣状态复位时，与控制锁连接的张紧部件反作用张紧簧的力作用于张紧杆并且使蓄力器再转到夹紧状态。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是，降低在断路器结构序列中要使用的U/A脱扣器方面的结构和加
工费用。
[0007]从上述形式的断路器结构序列出发，按照本发明这个目的通过独立权利要求的特征实现，从属权利要求给出本发明的改进方案。[0008]对于所述结构序列的所有结构尺寸设有相同结构形式的U/A脱扣器，所述结构序列中的至少一较大额定电流的结构序列配有蓄力器，它由脱扣杆、棘爪杆和张紧在两者之间的张紧簧组成，其脱扣杆为了与棘爪杆啮合在从释放状态复位时反作用于张紧簧力地被控制锁加载，在至少一配有蓄力器的结构尺寸中一方面不仅热脱扣器、磁脱扣器以及U/A脱扣器与用于蓄力器减压的棘爪杆功能连接，另一方面所述脱扣杆与控制锁可脱扣地功能连接，并且在至少一配有蓄力器的结构尺寸中代替在其余结构尺寸中有效的第一释放元件设有与控制锁连接的用于释放U/A脱扣器的第二释放元件，具有U/A脱扣器，其中在主触点闭合前有效的第二释放元件的释放位置比第一释放元件的释放位置以更大程度地超前，所述结构序列的所有断路器可以配有相同的U/A脱扣器。这样设计这个U/A脱扣器的尺寸，其脱扣能量足以使未配备蓄力器的结构序列的断路器转到脱扣状态。在结构序列的至少一配有蓄力器的断路器中，这个U/A脱扣器的脱扣能量与蓄力器共同作用也足以用于这个断路器脱扣。通过按照本发明的多极断路器结构序列明显降低用于加工、库存和组装一致的U/A脱扣器的各个部件的费用。用于蓄力器的费用不是显著的，因为这种蓄力器通常在较大额定电流的结构尺寸中用于热脱扣。
[0009]根据至少一较大额定电流的断路器内部的空间状况和所需的用于控制锁脱扣的脱扣行程和脱扣力，有利的是，使一与U/A脱扣器的磁衔铁耦联的脱扣顶杆直接或者间接地与棘爪杆共同作用。在后一种情况下适宜地是，在脱扣顶杆与棘爪杆之间支承一中间滑块或中间杆。
[0010]此外有利地是，根据至少一较大额定电流的断路器内部的空间状况和所需的用于蓄力器脱扣杆的控制锁脱扣的脱扣行程和脱扣力，直接或者通过中间环节可脱扣地与控制锁功能连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]由下面借助于附图解释的实施例给出本发明的其它细节和优点。附图中:
[0012]图1按照本发明的结构序列的立体图；
[0013]图2属于图1的结构序列的U/A脱扣器的立体图；
[0014]图3图1的结构序列中的较小额定电流的结构尺寸的剖视立体图；
[0015]图4图3的结构尺寸的脱扣作用链的立体图；
[0016]图5图3的结构尺寸在其控制锁部位中的细节的局部截面图；
[0017]图6图1的结构序列中较大额定电流的结构尺寸的剖视立体截面图；
[0018]图7图6的结构尺寸的脱扣作用链的立体图；
[0019]图8图6的结构尺寸在其控制锁部位中的细节的局部截面图。
【具体实施方式】
[0020]图1示出三极断路器的结构序列，它由三个不同额定电流的结构尺寸1，2和3组成。三个结构尺寸1，2和3中，小的结构尺寸I具有最小的额定电流，中等结构尺寸2具有中等的额定电流，大的结构尺寸3具有最大的额定电流。每个结构尺寸1，2或3被由绝缘成形材料制成的断路器外壳4，5或6包围，从断路器外壳正面伸出操纵杆7，8或9，通过它通过控制锁可以接通和断开断路器的主触点。在每个断路器外壳4，5或6上从上面和从下面可以接触到三个主电流导体的接头。与图3至8不同，在图1中的结构尺寸1，2和3以真实的尺寸比例示出。
[0021]三个结构尺寸1，2和3的每个结构尺寸可选地配有相同结构形式的U/A脱扣器10，它可以构成为欠压脱扣器或工作电流脱扣器。U/A脱扣器10安装到可以从断路器外壳4，5或6正面接触到的容纳空间11里面并且与向外导引的控制导线12连接。
[0022]在图2中以放大比例示出相同结构形式的U/A脱扣器10。U/A脱扣器10被绝缘成形材料制成的脱扣器外壳14包围。从脱扣器外壳14 一方面伸出与U/A脱扣器10磁衔铁连接的脱扣顶杆16的外端部，另一方面伸出释放杆的操纵面19。如果在出现脱扣条件时U/A脱扣器I从其静止状态过渡到脱扣状态，脱扣顶杆16的运动使控制锁过渡到脱扣状态。断路器的主触点强制地断开。在断路器再接通之前控制锁必需通过操纵杆7，8或9复位。在静止状态释放杆使脱扣顶杆16并由此使磁衔铁这样长时间地保持在静止位置，直到在断路器接通过程中控制锁通过释放杆使U/A脱扣器10的磁衔铁释放，由此在出现脱扣条件(欠压或工作电流)的情况下脱扣顶杆16可以从静止位置运动出来。
[0023]下面借助于按照本发明的结构序列的图3至5描述小额定电流的结构尺寸I。通过其摆杆22与操纵杆7连接的控制锁24引起主触点的闭合和断开，在图3中看到外部的通断极的静止触点26和活动触点28,后者在配有灭弧板30的触点室32里面运动。图4示出，在U/A脱扣器10的静止状态，脱扣顶杆16和与其连接的磁衔铁17如何通过释放杆20保持在其静止位置。为此支承在脱扣器外壳14里面的且由双端杆构成的释放杆20通过在脱扣器外壳14里面一端固定的脱扣器拉簧18加载(在图3的视图中顺时针加载并且在图4的视图中逆时针加载)。
[0024]在摆杆22上安置第一释放元件34。摆杆22在控制锁24里面支承在摆动轴承36里面(图5)。在接通断路器时摆杆22摆动，S卩，按照图3和图5逆时针摆动。在接通运动过程中摆杆22达到以标记符号38表示的脱扣角并且紧接着达到其以标记符号40表示的倾翻角，在该处控制锁24为了主触点闭合可以翻转。随着达到摆杆22的脱扣角38第一释放元件34顶靠在U/A脱扣器10的操纵面19上并且超前于主触点的闭合使释放杆20克服脱扣器拉簧18的弹簧力与脱扣顶杆16脱离，其方式是使释放杆20按照图3逆时针以及按照图4顺时针摆动。由此释放磁衔铁17，从而在脱扣状况下超前于主触点的闭合使磁衔铁17和脱扣顶杆16可以从其静止位置运动(按照图3向右并且按照图4向左)。相反，在非脱扣状态时磁衔铁17和脱扣顶杆16保留在其静止位置。
[0025]在脱扣情况下脱扣顶杆16碰到与控制锁24啮合的锁棘爪42，通过其旋转运动锁棘爪42与控制锁24脱离，由此使控制锁超前于主触点的闭合过渡到脱扣状态。对于每个通断极不仅热脱扣器配有双金属带48，而且磁脱扣器配有活动衔铁50，它们在出现过负荷或者短路时同样脱扣地起作用。为此支承在断路器外壳4里面的脱扣轴44按照图4反作用于扭簧46的复位作用在逆时针方向上摆动并且利用突出于脱扣轴44的台阶52使锁棘爪42与控制锁24脱离啮合。在图3和图4中为了更清晰看不到或者说没有示出所有三个极的所有双金属带48和活动衔铁50。
[0026]在断开或脱扣状态通过摆杆22占据的角位使第一释放元件34与操纵面19脱离连接，由此通过脱扣器拉簧18的作用使释放杆20、脱扣顶杆16以及磁衔铁17再次处于在图3和图4中所不的静止位置。[0027]中等额定电流的结构尺寸2同样具有借助于结构尺寸I描述和共同作用的功能元件并且配有上述结构形式的U/A脱扣器10。因此无需详细描述结构尺寸2。
[0028]下面借助于图6至8中按照本发明的结构序列描述大额定电流的结构尺寸3。与在结构尺寸I中一样且相同作用地，结构尺寸3具有下面的细节:装配在断路器外壳6里面的控制锁25，具有与操纵杆9连接的且支承在摆动轴承37里面的摆杆23 ;在每个触点室33里面还有静止触点27、活动触点29，灭弧板31 ;还有与控制锁25啮合的锁棘爪43和包括双金属带49的热脱扣器和包括活动衔铁51的磁脱扣器。在图6和7中为了更加清晰看不到或者说没有示出所有三个极的所有双金属带49和活动衔铁51。
[0029]与另两个结构尺寸I和2不同，结构尺寸3附加地具有蓄力器52。这个蓄力器52由断路器外壳6组成，具有通过其棘爪杆轴54摆动支承的棘爪杆56、同样在断路器外壳6里面通过其脱扣杆轴58摆动支承的脱扣杆60以及螺旋压簧形式的张紧簧62，在张紧簧的力作用下使棘爪杆56和脱扣杆60保持在彼此夹紧的状态。双金属带49或活动衔铁51在过负荷或短路情况下作用于相应对准的棘爪杆56的台阶64或65。在此棘爪杆56在按照图6的视图中顺时针摆动，并且按照图7逆时针摆动。通过这个摆动使脱扣杆60脱离与棘爪杆56的夹紧并且在减压的张紧簧62的力作用下在按照图6的视图中顺时针摆动，并且按照图7逆时针摆动。脱扣杆60由于减压的张紧簧62以足够的力作用碰到控制锁25的锁棘爪43并且使控制锁脱扣。
[0030]在断路器外壳6里面还在U/A脱扣器10与棘爪杆56之间支承中间杆67。当U/A脱扣器10对脱扣状况做出反应时，其脱扣顶杆16碰到中间杆67的自由端，使中间杆按照图7顺时针摆动，由此使中间杆67碰到棘爪杆56。结果是蓄力器52减压并且使控制锁25脱扣。
[0031]结构尺寸3的控制锁25为了脱扣需要比结构尺寸I和2更大的力。这一更大的力可以由所使用的双金属带49和活动衔铁51以及用于整个结构序列的U/A脱扣器10非自身地(nicht von sich aus)施加。蓄力器52在所述脱扣器与锁棘爪43之间的中间切换能够在充分利用减压的张紧簧62的蓄力的条件下，提供足够大的力用于结构序列3的控制锁25脱扣。在此作为特殊的优点要指出，对于所有结构序列1，2和3可以使用相同结构形式和尺寸的U/A脱扣器10。
[0032]为了使蓄力器52在脱扣情况以后复位，在控制锁25复位过程中，该过程必需提前于接通过程，与摆杆23连接的复位钩66碰到脱扣杆60 (在图8中通过向右运动)并由此使脱扣杆60克服张紧簧62的力又与棘爪杆56处于夹紧的啮合。现在蓄力器52供新的脱扣过程使用。
[0033]代替在小的结构序列I (并且相应地也在中等结构序列2)中在控制锁24的摆杆22上的第一释放元件34，在大的结构尺寸2中的控制锁25的摆杆23上安置第二释放元件
35。在接通断路器时摆杆23摆动，S卩，按照图8逆时针摆动。在接通运动过程中摆杆23实现以标记符号39表示的释放角，然后实现其以标记符号41表示的倾翻角，以该倾翻角控制锁25为了主触点闭合可以翻转。随着摆杆23达到释放角39第二释放元件35顶靠在U/A脱扣器10的操纵面19上并且超前于主触点的闭合使释放杆20克服脱扣拉簧18的弹簧力脱离脱扣顶杆16，其方式是释放杆20按照图7顺时针摆动。由此释放磁衔铁17，在脱扣状况的情况下超前于主触点的闭合磁衔铁17和脱扣顶杆16可以从其静止位置运动出来(按照图7向左)。而在非脱扣状况时磁衔铁17和脱扣顶杆16保留在其静止位置。
[0034]在断开或脱扣的状态中通过摆杆23所占据的角位使第二释放元件35与操纵面19分开，通过脱扣拉簧18的作用使释放杆20、脱扣顶杆16以及磁衔铁17又占据在图6和图7中所示的静止位置。
[0035]比较图5和8可以看出，在释放角39与倾翻角41之间的角距在结构尺寸3的控制锁25中远大于在结构尺寸I的控制锁24中在释放角38与倾翻角40之间可类比的角距。即换言之，U/A脱扣器10在结构尺寸3中的接通过程中的脱扣比在结构尺寸I (和结构尺寸2)中的主触点的闭合更加超前地实现。在结构尺寸3中的这种更大的超前在时间上补偿延长的作用链，该作用链由在U/A脱扣器10与锁棘爪43之间加入蓄力器52和中间杆67引起。上述的作用链否则会导致U/A脱扣器的延迟释放并且通过第二释放元件35与第一释放元件34相比在摆杆22或23的接通方向(按照图5和8逆时针方向)上位于前面的布置而在时间上补偿。
[0036]上述的发明用于保护低压开关设备和用电器。
[0037]本发明不局限于上述实施例，而是包括所有在本发明的意义上相同作用的实施例。本发明例如可以如下构成，使U/A脱扣器10的脱扣顶杆16不使用中间杆地直接作用于蓄力器52的棘爪杆56上。与本发明一致的是,代替中间杆67在脱扣顶杆16与棘爪杆56之间设置中间滑块。在本发明的意义上同样的是，支承在断路器外壳6里面且支承在蓄力器52的脱扣杆60与锁棘爪43之间的中间环节。
[0038]附图标记清单
[0039]I; 2 ; 3结构尺寸
[0040]4;5;6断路器外壳
[0041]7;8;9 操纵杆
[0042]10U/A 脱扣器
[0043]11容纳空间
[0044]12控制导线
[0045]14脱扣器外壳
[0046]16脱扣器顶杆
[0047]17磁衔铁
[0048]18脱扣器拉簧
[0049]19操纵面
[0050]20释放杆
[0051]22; 23 摆杆
[0052]24; 25 控制锁
[0053]26; 27静止触点
[0054]28; 29活动触点
[0055]30; 31 电弧板
[0056]32; 33 触点室
[0057]34; 35释放元件
[0058]36; 37摆动轴承[0059]38; 39释放角度
[0060]40; 41 倾翻角
[0061]42; 43 锁棘爪
[0062]44脱扣轴
[0063]46 扭簧
[0064]48; 49双金属带
[0065]50; 51活动衔铁
[0066]52蓄力器
[0067]54棘爪杆轴
[0068]56棘爪杆
[0069]58脱扣杆轴
[0070]60脱扣杆
[0071]64; 65 台阶
[0072]66复位钩
[0073]67中间杆
【权利要求】
1.一种不同结构尺寸、不同额定电流的多极断路器结构序列，其中所述各个结构尺寸(I; 2; 3 )分别在一个断路器外壳(4; 5; 6 )里面 -具有用于接通和断开主触点的控制锁(24; 25)， -具有与控制锁(24)可脱扣地功能连接的热和磁的脱扣器(48;50)，用于在产生过电流或短路电流时使主触点断开， -具有按照需要与控制锁(24)可脱扣地功能连接的U/A脱扣器(10)，用于在U/A脱扣器(10)中产生过电压或工作电流时防止主触点接通，或者说允许主触点断开，为此利用与控制锁(24)连接的第一释放元件(34)超前于主触点闭合地释放U/A脱扣器(10)， 其特征在于， -对于所述结构序列的所有结构尺寸(I; 2，3)设有相同结构形式的U/A脱扣器(10)，-所述结构序列中的至少一较大额定电流的结构序列(3)配有蓄力器(52)，它由棘爪杆(56)、脱扣杆(60)和张紧簧(62)组成，其中所述脱扣杆(60)为了通过棘爪杆(56)引起张紧状态在从释放状态复位时反作用于张紧簧(62)力地被控制锁(25)加载， -在至少一配有蓄力器(52)的结构尺寸(3)中一方面不仅热脱扣器(49)、磁脱扣器(51)以及U/A脱扣器(10)与用于蓄力器(52)减压的棘爪杆(56)功能连接，另一方面所述脱扣杆(60)在减压的张紧簧(62)作用下与控制锁(25)可脱扣地功能连接， -在至少一配有蓄力器(52)的结构尺寸(3)中代替在其余结构尺寸(I; 2)中有效的第一释放元件(34)设有与其控制锁(25)连接的用于释放U/A脱扣器(10)的第二释放元件(35)，其中在主触点闭合前有效的第二释放元件(35)的释放位置(39)比第一释放元件(34)的释放位置(38)以更大程度地超前。
2.如权利要求1所述的多极断路器结构序列，其特征在于，一与U/A脱扣器(10)的磁衔铁(17)耦联的脱扣顶杆(16)直接与棘爪杆(56)功能连接。
3.如权利要求1所述的多极断路器结构序列，其特征在于，一与U/A脱扣器(10)的磁衔铁(17)耦联的脱扣顶杆(16)间接与棘爪杆(56)功能连接。
4.如权利要求3所述的多极断路器结构序列，其特征在于，在脱扣顶杆(16)与棘爪杆(56)之间一中间滑块直线地支承在断路器外壳(6)里面。
5.如权利要求3所述的多极断路器结构序列，其特征在于，在脱扣顶杆(16)与棘爪杆(56)之间一中间杆(57)可摆动地支承在断路器外壳(6)里面。
6.如上述权利要求中任一项所述的多极断路器结构序列，其特征在于，所述蓄力器(52)的脱扣杆(60)直接可脱扣地与控制锁(25)功能连接。
7.如上述权利要求中任一项所述的多极断路器结构序列，其特征在于，所述蓄力器(52)的脱扣杆(60)通过支承在断路器外壳(6)里面的中间环节可脱扣地与控制锁(25)功能连接。
【文档编号】H01H11/00GK103875053SQ201280050816
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2011年10月17日
【发明者】G·弗雷特玛塔恩 申请人:伊顿电气Ip两合公司