断路器的制作方法

本公开涉及一种具有改进的构造结构、尤其是简化的跳闸机构的断路器。

背景技术：

众所周知，低压电路，例如用于额定电压低于1kv交流电和1.5kv直流电的应用的低压电路，通常使用本领域通常称为自动电源断路器或类似定义的特定设备。

这些断路器设计成提供所需的一系列功能性能，以确保它们所插入的电气系统以及与其连接的负载的正确运行；例如，它们确保各种用户所需的标称电流，允许负载相对于电路正确插入和断开，通过自动断开电路来保护负载免受异常事件(例如，过载和短路)的影响。

为了执行这些任务，断路器包括一个或多个电极，所述电极旨在电连接至其所插入的电路的对应导体，每个电极包括一个或多个可动触头和一个或多个相关联的固定触头，这些触头可以相互联接/断开联接；为了使每个极的可动触头可逆地从与对应的固定触头的联接位置移动到断开联接位置，从而改变断路器的工作状态，提供了合适的控制和致动机构。

更特别地，断路器基本上可以采取三种不同的操作状态，即：断路器闭合状态，其中每个可动触头与对应的固定触头电联接；断路器断开状态或断路器跳闸状态，其中每个可动触头与对应的固定触头电气分离。

通常，通过使用者的动作或位于断路器本身的外部把手上的致动器(例如，moe-马达操作的致动器)的动作来获得闭合状态和断开状态之间的切换，反之亦然。

当出现异常的电气状况(例如，短路)时，合适的控制装置和相关联的跳闸机构致使每个可动触头与对应的固定触头分离，从而将断路器从闭合状态切换到所谓的跳闸状态。在此位置，如果可能，通常通过干预外部把手来实现从跳闸状态到闭合状态的逆向切换，从而使断路器的整个机构复位。

另外，根据相关标准，已知的断路器设有合适的信号装置，该信号装置必须被致动以便在断路器已经切换到跳闸状态时发出信号。

当前，根据许多工业方案可以使用适于致动可动触头的机构，并且该机构基本上包括从休止位置释放并启动整个机构的致动的致动器、随从休止位置启动的致动器的运动而致动的跳闸轴、和适于将运动从启动的致动器传递到跳闸轴并从该跳闸轴传递到可动触头的多个部件(例如，杠杆、弹簧等等)；在跳闸操纵的情况下，一些部件还专用于致动所述信号装置。

尽管已知的方案适当地执行了所需的功能，但是仍然存在进一步改进的需求和空间，特别是在致动机构的部件数量以及相关的构造、安装和功能复杂性方面。

技术实现要素：

因此，本公开旨在面对这样的问题，并且特别地旨在提供一种断路器，其中旨在实现跳闸操作的机构是根据相对于现有技术已知的机构简化的方案来实现的。

该目的通过一种断路器来实现，该断路器包括：

-至少第一固定触头和至少第一可动触头，它们能够在至少断路器闭合状态和断路器跳闸状态之间切换，在断路器闭合状态，固定触头和可动触头联接至彼此，在断路器跳闸状态，固定触头和可动触头彼此分离；

-适于被致动以便在断路器处于跳闸状态时发出信号的信号装置；

-跳闸致动器，在所述至少第一可动触头需要从所述断路器闭合状态切换到所述断路器跳闸状态时，所述跳闸致动器适于从初始位置移动到行程终点位置；

-跳闸杆，所述跳闸杆可操作地连接至所述第一可动触头，使得在所述跳闸致动器从所述初始位置移动时，所述跳闸杆从未跳闸位置向跳闸位置移动，以触发所述第一可动触头从所述断路器闭合状态到所述断路器跳闸状态的切换；其特征在于，所述断路器还包括能够在休止位置和致动位置之间移动的跳闸构件，所述跳闸构件具有单件式成型本体，该本体包括：第一部分，在跳闸致动器从所述初始位置向所述行程终点位置移动时，该第一部分适于与所述跳闸致动器相互作用并由所述跳闸致动器致动以从所述休止位置向所述致动位置移动；与所述第一部分间隔开的第二部分，所述第二部分适于与所述跳闸杆相互作用并致动所述跳闸杆以从所述未跳闸位置向所述跳闸位置移动；与所述第一和第二部分间隔开的第三部分，所述第三部分适于与所述信号装置相互作用并致动所述信号装置。

附图说明

本发明的进一步的特征和优点将从根据本公开的低压开关极的优选的但非排他的实施例的描述中揭露，在附图中提供了本发明的非限制性示例，其中：

从根据本公开的断路器的一些优选但非排他的实施例的描述中，进一步的特征和优点将变得更加明显，所述实施例仅由借助于附图的非限制性示例示出，其中：

-图1是示出了根据本公开的示例性断路器的透视图；

-图2是在根据本公开的断路器中使用的可动单件式跳闸构件的透视图；

-图3是示出了处于闭合状态的断路器的示意性侧视图；

-图4示出了图3的一些部件的更详细视图；

-图5-7是示出了根据本公开的断路器的一些部件在从闭合状态切换到跳闸状态时的相继位置的示意性侧视图；

-图8-10是示出了根据本公开的断路器的某些部件在从断路器跳闸状态复位操纵期间的相继位置的示意性侧视图；

-图11-14是示出了可用于根据本公开的断路器中的一些示例性实施例的示意性侧视图；

-图15是示出了可用于根据本发明的断路器中的示例性触头-致动装置组件的示意图，其中断路器处于闭合状态；

-图16示出了被切换到断路器跳闸状态的图15的组件；

-图17示出了被切换到断路器断开状态的图15的组件。

具体实施方式

应当注意，在下面的详细描述中，从结构和/或功能的观点来看，相同或相似的部件具有相同的附图标记，不管它们是否在本公开的不同实施例中示出；还应当注意，为了清楚和简洁地描述本公开，附图不一定是按比例绘制的，并且本公开的某些特征可以以稍微示意性的形式示出。

此外，当在本文中使用术语“适于”或“布置成”或“构造成”或“形状设计成”指代整个部件、或部件的任何部分、或多个部件的整体组合、或甚至多个部件的组合的任何部分时，还必须理解，它意味着并相应地涵盖该术语所指代的相关部件或其部分或者多个部件的组合或其部分的结构和/或构造和/或形式和/或位置。

最后，如果在下文中使用术语“横向的”或“横向地”，则它涵盖与相关元件或方向不平行的方向，术语“垂直”必须视为横向方向的特定情况。

根据本公开的断路器的示例性实施例在图1中以总体附图标记100表示；特别地，图1所示的示例性断路器是低压模制壳体断路器(mccb)，但无意以任何方式将本公开的应用局限于其他合适类型的断路器。

所示的断路器100包括壳体101和从壳体101外部突出的把手102，该把手适于例如允许用户手动将断路器从闭合状态切换到断开状态或者从断开状态切换到闭合状态，以及复位断路器并使其从跳闸状态恢复为闭合状态，这从以下描述将变得明显。

在壳体101内部，对于每个相或每个极，设有提供至少第一固定触头1和相关联的至少第一可动触头2，如图15-17所示。

显然，取决于应用，断路器100可以包括任何合适数量的极，例如，如图1的示例所示为三个；此外，在附图所示的示例性但非限制性示例中，断路器100是双触头型的，即，对于每个相或每个极，设有两个固定触头1和对应的两个可动触头2。

在操作中，各个极的可动触头(或多个可动触头)2被致动以在至少断路器闭合状态和断路器跳闸状态之间移动，在断路器闭合状态中，固定触头1和对应的可动触头2联接至彼此，如图15所示，在断路器跳闸状态中，固定触头1和对应的可动触头2彼此分离，如图16所示。

如图所示，这种使断路器进入所谓的跳闸状态的切换操作通常在存在检测到的电气故障(例如，短路)的情况下发生。

另外，从断路器闭合状态开始，各个极的可动触头(或多个可动触头)2可以被致动以与对应的固定触头1分离，以便切换到断路器断开位置，例如在图17中示出。这样的切换操作例如可以由使用者或电动致动器作用在把手102上来执行。

在某些情况下，在断开期间也可能引起跳闸；此外，在某些情况下，可动触头2在断开位置和在跳闸位置的位置可以重合。

为了执行这种切换操作，可动触头2连接至致动机构，该致动机构在图15-17中用总体附图标记200示意性地示出；致动机构200本身与本公开的范围无关，并且可以根据本领域众所周知的或本领域技术人员容易获得的解决方案根据几种变型和构造来实现，因此在此不进行详细描述。

例如，如图15-17的示例性但非限制性实施例示意性地示出的，致动机构200可以尤其是包括：旋转触头保持轴120，可动触头2例如安装在该旋转触头保持轴上；第一连杆130，其联接至轴120；合适成型的第二连杆140，其机械地连接至连杆130和第二杆150；以及另外的传动杆160，例如，该传动杆带有具有矩形部分161的圆形部分，在该矩形部分上限定有例如突起162，例如棘轮形状的突起，其适于与第二杆150的对应部分151接合/脱离，例如在图15中可见；实际上本身已知的驱动或命令单元可操作地连接至该致动机构200，并且包括例如一个或多个弹簧，所述驱动或命令单元提供致动该致动机构200所需的能量，并因此致使可动触头2从一个位置切换到另一个位置。

根据本公开的断路器100包括信号装置10，该信号装置例如安装在壳体101内并且适于被致动以便在断路器100已经达到跳闸状态时发出信号；在所示的示例中，信号装置10包括例如可动杆11，该可动杆被致动以便将信号装置10从非信号发出状态切换到信号发出状态。

如图所示，根据本公开的断路器100还包括：跳闸致动器3，在至少第一可动触头2在跳闸操作期间需要从断路器闭合状态切换到断路器跳闸状态时，所述跳闸致动器适于从例如图4所示的初始位置移动至例如图7所示的行程终点位置；跳闸杆30，其可操作地连接至第一可动触头2，使得在跳闸致动器3从初始位置移动到行程终点位置时，跳闸杆30从如图4和图15所示的未跳闸位置移动到如图7和图16所示的跳闸位置，并且触发第一可动触头(多个第一可动触头)2从断路器闭合状态切换到断路器跳闸状态；以及图2所示的跳闸构件40，其可操作地连接至跳闸致动器3和跳闸杆30，并且可在例如图4所示的休止位置和例如图7所示的致动位置之间移动。

在所示的示例中，跳闸致动器3包括例如可在安装框架5内移动的柱塞4、铁磁芯6以及与柱塞4可操作地相关联的弹簧(图中未示出)。

继而，跳闸杆30例如在壳体101内部被安装在相关联的枢轴104上，该枢轴绕旋转轴线31枢转，并且包括第一隆起部32和第二成型隆起部33，所述第一隆起部适于与跳闸构件40相互作用，所述第二成型隆起部适于与致动机构200的相关联部分相互作用，以便使机构200本身保持在断路器处于可动触头(或多个可动触头)2与固定触头(或多个固定触头)1联接的闭合状态时所到达的位置；在所示的示例中，成型隆起部33支承抵靠在传动杆160的相关联部分161上，例如在图15中可见。

有利地，在根据本公开的断路器100中，跳闸构件40具有单件式成型本体，该单件式成型本体包括：第一部分41，当跳闸致动器3从其初始位置向行程终点位置移动时，所述第一部分适于与跳闸致动器3相互作用并且由跳闸致动器致动，以从休止位置向致动位置移动；与所述第一部分41间隔开的第二部分42，所述第二部分适于与所述跳闸杆30相互作用并致动所述跳闸杆以从所述未跳闸位置向所述跳闸位置移动；和与第一和第二部分41、42间隔开的第三部分43，所述第三部分适于与信号装置10相互作用并致动所述信号装置。

特别地，第一部分41、第二部分42和第三部分43在跳闸构件30的单件式成型本体上彼此间隔开，使得在致动器3已经撞击在第一部分41并且跳闸构件40开始从休止位置向致动位置移动之后，第二部分42与跳闸杆30相互作用并致动所述跳闸杆，并且之后，在继续运动的同时，第三部分43最终与信号装置10相互作用并致动所述信号装置，例如致动可动杆11。

优选地，能够移动的跳闸构件40包括至少一个部分44和/或47，当跳闸构件从休止位置移动到致动位置时(或者从致动位置移动到休止位置时)，该至少一个部分相对于单件式成型本体的其余部分可弹性变形。

优选地，能够移动的跳闸构件40包括至少一个安装座45和/或51，该至少一个安装座绕设置在断路器100内部的相关联的枢轴112和/或113可枢转地安装。

有利地，能够移动的跳闸构件40包括至少第一保持装置46，该第一保持装置在结构上与单件式成型本体一体化，并且机械地保持能够移动的跳闸构件40联接至相关联的枢轴112和/或113；优选地，所述第一保持装置至少设置在所述至少一个安装座45和/或51处。

如图所示，能够移动的跳闸构件40的单件式成型本体包括：第一部件40a，其上设置有第一部分41和第二部分42；以及第二部件40b，其上设置有第三部分43，例如，在第二部件的末端处设置有所述第三部分，所述第二部件构造成使得当能够移动的跳闸构件40从休止位置向致动位置移动时，第一部件40a和第二部件40b相对于彼此沿相反的方向移动。

特别地，在所示的示例性实施例中，能够移动的跳闸构件40包括第一安装座45，该第一安装座例如被实现为贯穿通道45，例如套筒，所述贯穿通道设置在第一部件40a上并且绕设置在断路器内部的第一枢轴112可枢转地安装；以这种方式，并且由于单件式成型本体的整体结构，当跳闸构件40从休止位置向致动位置移动时，第一部件40a绕第一枢轴112的旋转轴线300旋转，并且在没有任何其他元件(例如，专门的保持弹簧)的帮助下仍保持在休止位置。

在休止位置，第一部分41与跳闸致动器3，特别是与旨在撞击第一部分41的柱塞的头部表面相距一预定距离d1；转而，第二部分42与跳闸杆30，特别是与第二部分42所撞击的隆起部32的表面相距一预定距离d2。

根据图2-12所示的示例性实施例，能够移动的跳闸构件40包括第二安装座51，例如，该第二安装座51也被实现为例如第二贯穿通道51，该第二贯穿通道绕设置在断路器内部的第二枢轴113可枢转地安装。

在图2-10和图12所示的示例性实施例中，与第一贯穿通道45一样，贯穿通道51具有圆形横截面，从而形成套筒。

可替代地，在图11的实施例中，第二贯穿通道51优选地具有狭槽、即椭圆形横截面；根据该实施例，当能够移动的跳闸构件40的第一部件40a开始绕第一枢轴112旋转时，在第二部件40b开始绕第二枢轴113旋转之前并因此在部分44a开始发生变形之前，第二枢轴113在第二贯穿通道51内滑动一段短的初始时间。

在图13和图14所示的示例性实施例中，单件式跳闸构件40的成型体仅包括一个贯穿通道，例如，绕第一枢轴112可枢转地安装的第一贯穿通道45。

特别地，根据图14的实施例，断路器100可以包括设置在壳体101内部的块体114，该块体适于与跳闸构件40的第二部件40b相互作用并使第二部件40b朝向信号装置10变形，第三部分43致动信号装置10，例如通过致动可动杆11。

在图中所示的示例中，保持装置46设置在第一贯穿通道45处，并且构造成机械地保持能够移动的跳闸构件40联接至枢轴112，同时当能够移动的跳闸构件40在跳闸操作期间以及在断路器复位操作期间被致动时允许该跳闸构件相对于该枢轴运动，如下面将描述的那样。

在所示的例子中，保持装置46包括多个齿，例如四个齿。为了清楚说明起见，仅在图2中示出了这四个齿。

显然，除了或替换设置在第一贯穿通道45处的保持装置46，可以在第二贯穿通道51(如果有)处设置保持装置46。

优选地，所述至少一个可弹性变形部分包括第一可弹性变形部分44，其设置在第二部件40b上，并且将第三部分43与第一部件40a在结构上互连。

根据图2-11所示的示例性实施例，第一可弹性变形部分44包括将第三部分43与第一部件40a在结构上互连的第一分支44a和将第三部分43与第二贯穿通道51在结构上互连的第二分支44b，从而允许同时具有在减小的机械阻力的情况下的所需变形。

显然，第一可弹性变形部分44可以具有不同的形状，例如在图13的示例中所示的那样。

在图13所示的替代实施例中，第二部件40b可以包括例如基本上刚性的杆，当单件式跳闸构件绕枢轴112旋转时，该基本上刚性的杆遵循与第一部件40a相同的方向并致动信号装置10，例如可动杆11。

优选地，能够移动的跳闸构件40的成型体包括第二可弹性变形部分47，该第二可弹性变形部分适于在复位操作期间与把手102的一部分或由把手102致动的部分103相互作用并且在把手的该部分或由把手致动的该部分的作用下弹性变形。

在实践中，第一可弹性变形部分44和/或第二可弹性变形部分47的行为类似于结构上顺应的元件。

特别地，在所示的实施例中，成型体的第一部件40a包括：基部段48，沿着该基部段设置有插置在第一部分41和第二部分42之间的第一贯穿通道45；以及从基部段48突出的曲线部段49，该曲线部段具有凸轮状表面，该凸轮状表面设置在与第一部分41和第二部分42的面相对的面上。

在所示的示例中，曲线部段49包括第二可弹性变形部分47。

在实践中，当在运行中安装该断路器100并且该断路器处于闭合状态(参见图4、图15)时，如果检测到电气故障，例如短路，则致动器3被触发并从其初始位置移动，撞击跳闸构件40的第一表面41，如图5所示。结果，跳闸构件40被致动并开始与第一部件40a一起移动，绕第一枢轴112的轴线300旋转，例如沿着图5-7中由箭头115示意性地表示的顺时针方向；在该运动期间，第二部分42撞击第一隆起部32(图6)并致动跳闸杆30，该跳闸杆开始绕其旋转轴31旋转。

当跳闸构件40继续运动时，第二部件40b也朝向相反的方向移动，如图5-7中由箭头116所示的方向。

根据图1-12的示例性实施例，在跳闸运动期间，当第一部件40a绕第一枢轴112顺时针旋转时，第二部件40b变形并绕第二枢轴113逆时针旋转。

在图14的示例中，块体114致使第二部件40b以及特别是使可弹性变形部分44变形并朝向信号装置10以及特别是朝向可动杆11弯曲。

可替代地，在图13的实施例中，第二部件40b沿与第一部分114相同的方向旋转，例如顺时针旋转。

在跳闸杆30绕旋转轴线31旋转期间，跳闸杆释放传动杆160，即隆起部33从对应部分161脱离，从而导致隆起部162从部分151脱离，从而使机构200致动可动触头(或多个可动触头)2与对应的固定触头(或多个固定触头)1分离；因此，断路器从闭合状态切换到跳闸状态，如图16所示。

如图7所示，能够移动的跳闸构件40完成其运动，到达致动位置，其中第三部分43致动可动杆11，从而致动信号装置10，该信号装置发出断路器已经到达到跳闸状态的信号。

当断路器需要复位时，使用者可以干预把手102，例如向下放下该把手(箭头117)；在所示的示例中，把手102的运动使与其相关联的部分103(例如，圆形销103)支承抵靠能够移动的跳闸构件40，特别是支撑抵靠该跳闸构件的弯曲表面49，如图8所示。

通过继续向下运动(例如参见图9)，圆形销103沿着曲线部段49移动并支承抵靠该曲线部段，例如，沿着其凸轮状表面。

以此方式，能够移动的跳闸构件40通过其第一部分31将致动器3向下推向初始位置(参见图10)，并允许跳闸杆30返回到其初始未跳闸位置，而第二部件40b由于第一可弹性变形部分44的弹性返回而弹性地恢复其初始形状和构造。

有利地，如图10所示，把手102在其向下运动期间的任何额外行程都通过沿曲线部段49设置的可弹性变形部分47的变形来吸收。

在把手102已经到达其最低的向下位置之后，把手随后被抬起至图3-4所示的其初始位置，并且可弹性变形部分47恢复其初始形状和构造，整个跳闸构件40返回其初始休止位置。

在复位操作期间，可动触头(或多个可动触头)2首先进入断路器断开状态(图17)，然后进入断路器闭合状态，如图15所示；对于整个致动机构200也是如此。

在实践中，已经发现，根据本公开的断路器100相比已知的现有技术根据结构简单且功能有效的方案进行了一些改进；特别地，能够移动的跳闸构件40集成在其单件式功能中，而在已知的方案中这些功能是由几个不同的部件执行的。这允许简化跳闸机构的整个构造结构，以简化安装，并且实质上降低了不希望的机械粘着或卡死的风险。

此外，由于其整体结构，能够移动的跳闸构件40仍保持在其休止位置而无需额外的保持弹簧，并且能够吸收振动，同时将距离d1和d2保持在期望值，该值可以根据应用修改。

如此构思的断路器100易于进行修改和变型，所有这些修改和变型都在所附权利要求所限定的发明构思的范围内，包括上述实施例的任何组合，这些实施例必须被视为由以上描述所涵盖；所有细节都可以进一步替换为其他技术上等同的元素。例如，能够移动的跳闸构件40的成型体和/或其任何部分，例如，保持装置46以及部分41、42和43中任何一个的形状和/或位置，可以不同，只要它们适合于它们的构思范围即可；通孔45、51可以具有不同的形状，例如。可以用死区凹部(deadrecess)代替；跳闸杆30可以直接与第二杆150相互作用，或者跳闸杆的任何部分(例如，隆起部33)可以具有不同的形状或位置，只要在这种情况下也适合于所构思的范围即可；等等。

实际上，根据要求和现有技术，材料可以是任何材料，只要它们与特定用途以及各个部件兼容即可。