专利名称：支架与轴销连接获得改进的电路断路器的制作方法
交叉引用的相关申请本发明的主要内容涉及以下同时提出的待审的申请美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.97-PDC-317，于1999年 月 日提出，题为“电路断路器的接线件组件附件的绝缘件”，授权于----；美国专利申请系列---/---，Eaton案号NO.98-PDC-182，于1999年 月 日提出，题为“焊接触头连锁装置改进的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.98-PDC-273，于1999年 月 日提出，题为“扳手机构节省空间的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.98-PDC-277，于1999年 月 日提出，题为“具有外壳支承件的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.98-PDC-278，于1999年月日提出，题为“底座/盖子连接件节省空间的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.98-PDC-279，于1999年 月 日提出，题为“底座/盖子连接件能够通风的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.98-PDC-295，于1999年 月 日提出，题为“按压—跳闸驱动器改进的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.98-PDC-342，于1999年 月 日提出，题为“固定于连接装置的电端子改进的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.98-PDC-344，于1999年 月 日提出，题为“磁感应自动跳闸组件改进的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.98-PDC-345，于1999年 月日提出，题为“磁感应跳闸机构改进的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.98-PDC-345，于1999年 月 日提出，题为“磁感应自动跳闸组件改进的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.98-PDC-560，于1999年 月日提出，题为“操作机构支承件改进的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.99-PDC-040，于1999年 月 日提出，题为“包含连接装置绝缘隔板的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.99-PDC-092，于1999年 月 日提出，题为“扳手连接改进的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.99-PDC-276，于1999年 月 日提出，题为“跳闸机构锁闩连接改进的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.99-PDC-277，于1999年 月 日提出，题为“跳闸机构具有偏压锁闩的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.99-PDC-279，于1999年 月 日提出，题为“跳闸机构具有改进弹簧偏压的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.99-PDC-280，于1999年 月 日提出，题为“提高在盒子中电端子牢固性的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.99-PDC-321，于1999年 月日提出，题为“磁感应自动跳闸组件的连接获得改进的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.99-PDC-322，于1999年 月 日提出，题为“自动跳闸组件具有改进双金属结构的电路断路器”，授权于----；美国专利申请系列----/----，Eaton案号NO.98-PDC-323，于1999年 月 日提出，题为“自动跳闸组件作成可减小电弧喷发力的电路断路器”，授权于----。本发明的背景发明领域本发明一般涉及电路断路器，具体涉及具有支架的那种电路断路器，这种支架在遇到跳闸操作时可以转动。
先有技术的说明模制电路盒式开关器和断路器在这种技术中是周知的，如Mrenna等人于1985年3月5日提出的美国专利NO.4503408以及Malingowski等于1999年月日7月8日提出的美国专利NO.5910760中举例说明的断路器，上述各个专利均转让给本申请的受让人，并作为本文本的参考文献。
电路断路器通常包括操作机构构件，该构件有时称为“支架”，它配置在断路器盒子内，在万一发生跳闸操作时可以从第一位置转到第二位置。轴销可转动地配置在盒子内，穿过该支架，从而可提供这种支架转动。
在先有技术中，众所周知将支架的轴销焊接在支架上。还已知将轴销拧在支架上(像螺钉那样)，或将轴销钉在支架上(用力加压)。不幸的是，这些先有技术方法不能使轴销进行热处理，达到较高强度。这是因为，在轴销连接于支架之前，这种热处理将会使轴销在焊接、拧入和钉入过程中容易受到损害，每个这种操作过程都需要在轴销上施加相当大的力和/或应力。另外，因为先有技术方法在轴销以某种原因被卡住，不能转动时，不能使支架转动。另外，先有技术方法不能使轴销和支架在装上之后方便地卸下来。
如果存在一种方法可以有效地将轴销连接于支架，同时又能对轴销进行热处理，这是最好的。如果这种方法能够在轴销万一不转动时能使支架转动，而且能使轴销以常规方式从支架上卸下来，这是最好的。
本发明概要本发明提出的电路断路器能满足上述所有要求。
按照本发明提供了一种电路断路器，该电路断路器包括盒子、配置在盒子内的可分开的主触头以及配置在盒子内并与可分开的主触头连接的操作机构。该操作机构包括支架，该支架在万一发生跳闸操作时，可以从第一位置转到第二位置。该支架具有一个孔，该孔具有较小的切口部分和较大的切口部分。该操作机构还包括盒子内的轴销。该轴销可穿过较大的切口部分，并安装在较小的切口部分，以便使支架转动。
下面参考
优选实施例，从这些说明可以明显看出本发明的这些目的和优点以及其它目的和优点。
附图简要说明图1是实施本发明的膜制盒式电路断路器的正交图。
图2是分解视图，示出图1所示电路断路器的底座和盖子。
图3是侧视图，示出图1所示电路断路器的内部。
图4是图1所示电路断路器的内部正交图，图中去掉底座和盖子。
图5是图1所示电路断路器的内部正交图，包括操作机构。
图6是局部切去的侧视图，示出图1所示电路断路器的操作机构，图中触头和扳手位于断开(OFF)位置。
图7是局部切去的侧视图，示出触头和扳手位于接通(ON)位置的操作机构。
图8是局部切去的侧视图，示出触头和扳手位于跳闸(TRIPPED)位置的操作机构。
图9是局部切去的侧视图，示出复位操作期间的操作机构。
图10A是图1所示电路断路器的跳闸机构的跳闸杆组件的正交图。
图10B是图10A所示跳闸杆组件的另一正交图。
图10C是图10A所示跳闸杆组件的又一正交图，示出该组件中的沟槽。
图10D是图10A所示跳闸杆组件扭力弹簧的正交图。
图10E是图10A所示跳闸杆组件以及图10D所示的已连接的弹簧的正交图。
图10F是图10E所示跳闸杆组件和弹簧的另一正交图。
图11是用在图1所示电路断路器的跳闸机构上的锁闩正交图。
图12是图1所示电路断路器内部侧板组件、支架、锁闩和跳闸杆组件的正交图。
图13是图12所示电路断路器内部的分解视图。
图14是局部切去的正交图，示出图1所示电路断路器的锁闩和跳闸杆组件的啮合。
图15是局部切去的正交图，示出电路断路器的底部和内部，该电路断路器包括跳闸机构的按压—跳闸驱动器。
图16A是图15所示按压—跳闸驱动器的正交图。
图16B是图15所示按压—跳闸驱动器的另一正交图。
图17是图15所示按压—跳闸驱动器的按钮的正交图。
图18A是图1所示电路断路器跳闸机构的自动跳闸组件的正交图。
图18B是图18A所示自动跳闸组件的另一正交图。
图18C是图18A所示自动跳闸组件的正交图，示出其衔铁的开始装配步骤。
图19A是图18A所示自动跳闸组件磁轭的正交图。
图19B是图18A所示自动跳闸组件磁轭的另一正交图。
图20是图18A所示自动跳闸组件的双金属件的正交图。
图21是图18A所示自动跳闸组件的衔铁的正交图。
图22A是图18A所示自动跳闸组件的负载端子的正交图。
图22B是图18A所示自动跳闸组件的负载端子的另一正交图。
图23是图1所示电路断路器底座切去一部分的正交图，示出其中插入自动跳闸组件负载端子的沟槽。
图24是类似于图23的切去一部分的正交图，示出负载端子已插入的底座。
图25是图1所示电路断路器底座的侧视图，示出其锥形侧部。
图26是图1所示电路断路器盖子的局部切去的正交图，示出图24所示接触已插入负载端子的对接壁。
图27是图26所示盖子和对接壁的另一正交图。
图28A是负载端子的另一实施例的正交图，该负载端子可以提供给电路断路器跳闸机构的自动跳闸组件。
图28B是图28A所示负载端子另一实施例的另一正交图。
图28C是负载端子另一实施例的另一正交图，示出连接部分的下侧。
图29是正交图，示出与图1所示电路断路器的导线和负载端子连接的自固定接线座。
图30A是电路断路器操作机构支架的侧视图。
图30B是图1所示电路断路器操作机构支架轴销的正交图。
图31是图1所示电路断路器操作机构扳手组件的正交图。
图32是操作机构的叉形杆组件的凸轮盒的正交图。
图33是电路断路器内部的局部切去的侧视图，示出扳手组件、侧板组件以及具有相关止动部件的叉形杆组件。
图34A是图1所示电路断路器操作机构扳手的正交图。
图34B是图34A所示扳手的侧视图。
图34C是图34A所示扳手的另一正交图。
图34D是图34A所示扳手的仰视图。
图35是图1所示电路断路器操作机构扳手滑动器的正交图。
图36是图1所示电路断路器的盖子、扳手和扳手滑动器的局部切去的分解图。
图37是类似于图36的局部切去的正交图，示出扳手与扳手滑动器、盖子的结合。
图38是图34A所示扳手的另一正交图，示出用于扳手滑动器的沟槽。
图39是图1所示电路断路器的底座和盖子分解轮廓图。
图40是沿图1的线40-40截取的横截面图，示出固定于底座的盖子。
图41是将盖子固定于底座所用的固定装置的正交图。
图42是图1所示电路断路器盖子和底座以及其支承部件的分解图。
图43是底座的俯视图，示出与图42所示支承部件相关的槽口和沟槽。
图44A是图42所示支承部件中一个部件的正交图。
图44B是图44A所示支承部件的俯视图。
图45A是图42所示另一个支承部件的正交图。
图45B是图45A所示支承部件的另一正交图。
图45C是图45A所示支承部件的俯视图。
图46是图1所示电路断路器底座和内部的正交图，示出支承部件的定位。
图47A是用在图1所示电路断路器导线端子自固定接线座上的档板的正交图。
图47B是图47A所示档板的另一正交图。
图48是图1所示电路断路器内部的正交图，图中除去熄弧组件。
图49是类似于图48的另一正交图，还示出档板的定位。
图50是图1所示电路断路器的底座和盖子的分解视图，再示出档板的定位。
图51是接线耳组件和与其相关的接线耳绝缘件的正交图，该接线耳组件可以装在图1所示的电路断路器上。
图52是图51所示接线耳绝缘件的正交图。
图53是图51所示接线耳组件和接线耳绝缘件形成组装状态的正交图。
图54是图1所示电路断路器的正交图，图中接线耳组件和接线耳绝缘件已固定于电路断路器上。
优选实施例的说明下面参照附图，具体参照图1和图2，图中示出膜制盒式电路断路器10。该电路断路器10包括底座12，该底座12机械连接于盖子14，形成电路断路器盒子15，在盖子14上形成小孔或开孔16(图2)，以便插入螺钉和其它的固定装置128，该固定装置可以进入在底座12上形成的相应的小孔或开孔18，以便将盖子14固定在底座12上。穿过盖子14的小孔20用于进入电路断路器10的内部，这在下面将详细说明。在底座12和盖子14之间的相接面上有用于通气的小开口21，这在下面将详细说明的。盖子14包括从中突出扳手24(图1)的扳手开口22，可以用常规方式使用该扳手，即可以手动打开和闭合电路断路器10的触头，以及电路断路器10在处于跳闸状态时，可以用该扳手手动复位电路断路器10。扳手24还形成一种电路断路器10状态的指示标记，因此扳手24的位置对应于盖子14上靠近扳手开口22上的标记(未示出)，该标记清楚地指示电路断路器10是处在接通的状态(触头闭合)、断开的状态(触头打开)，还是处于跳闸(由于例如过电流，触头打开)的状态。盖子14还包括长方形开口23(图2)，按压—跳闸驱动器的按钮的顶部分25A伸出该开口，其细节下面将说明。图中还示出底座12上的负载导线开口26，该开口可以屏蔽和保护负载端子(未示出)。虽然电路断路器10在图中被示为单相电路断路器，但是本发明不限于单相操作。
现在参考图3，该图是局部切去部分用虚线表示的侧视图，示出电路断路器10的纵向部分，该纵向部分具有负载端子28和进线端子29。图中示出等离子体电弧加速箱(plasma arc acceleration chamber)30，该箱包括齿槽电机组件(slot motor assembly)32和熄弧组件34。还示出触头组件36、操作操作机构38以及跳闸机构40。
再参考图3，并参考图4，图4示出电路断路器10的内部操作部件的侧视图，图中除去了底座12和盖子14，齿槽电机组件32被示为包括单独的上部齿槽电机组件32A和单独的下部齿槽电机组件32B，该上部齿槽电机组件32A包括上部齿槽电机组件盒子41，该盒子中并排叠置U形上部齿槽电机组件板42。同样，下部齿槽电机组件32B包括下部齿槽电机组件盒子43，该盒子中并排叠置下部齿槽电机组件板44。板42和44均用磁性材料制作。
熄弧组件34包括消弧栅46，在该栅中配置间隔开的大体平行的在角度上错开的消弧栅板48和上部消弧导板48A，如这种技术中普通技术人员知道的，熄弧组件34是接收和驱散由于电路断路器触头分开造成的电弧。
图5示出电路断路器10内部的正交图。示出的触头组件36包括活动触头臂50和固定触头臂54，前者支承活动触头52，后者支承固定触头56。固定触头臂54电连接于进线端子29，如下面说明的，活动触头臂50电连接于负载端子28。图中还示出叉形杆组件60，该组件横过电路断路器10，可转动地配置在底座12的内部(未示出)。操作机构38的驱动以下面要详细说明的方式使叉形杆组件60和活动触头臂50转到或转离一个位置，从而可使活动触头接触或脱离与接触头56电连接的位置。叉形杆组件60包括活动触头凸轮盒62，该盒中配置轴销64，活动触头臂50可转动地配置在该轴销上。在正常情况下，活动触头臂50在盒子62通过操作机构38的操作顺时针或反时针转动时可以随同盒子62一起转动。然而应当注意到，活动触头臂50可以自由转动(在一定范围内)，和叉形杆组件60的转动无关。具体是，在某些动力作用和电磁作用状态下，活动触头臂50可以在较大磁力的作用下绕轴销64向上转动。这称为“冲击断路”(blow-open)操作，下面将更详细说明。
继续参考图5并再参考图3，图中示出操作机构38。操作机构38在结构和功能上类似于Mrenna等人于1985年3月5日公布的美国专利NO.4503408以及1999年6月8日公布的美国专利NO.5910760中示出和说明的操作机构，这两个专利已作为参考文献包含在本发明中。操作机构38包括扳手臂或扳手组件70(连接于扳手24)、异形板或支架72、上部肘接连杆74、相互连接的下部肘连接杆76和上部肘接连杆轴销78，该轴销使上部肘接连杆74与支架72连接。下部肘连接杆76利用中间肘连接杆轴销80可转动地连接于上部肘接连杆74，并通过轴销64连接于叉形杆组件60。配置支架轴销82，该轴销横向地和可转动地配置在平行的间隔开的操作机构支承部件或侧板84之间。支架72通过支架轴销82可以自由转动(在一定范围内)。还配置扳手组件辊86，该辊配置在扳手组件70上并由该组件支承，以便在电路断路器10复位操作期间机械接触(磙压)支架72的背面区域87的弧形部分，如下面说明的。主止动杆88横向配置在侧板之间，限制支架72的反时针运动。
参照图6，图中示出与操作机构38特别相关联的电路断路器10的一部分，图中的断路器10位于断开位置。触头52和56是在断开或开启位置。示出的中间锁闩90位于其锁住位置，在此位置，它紧紧支撑支架72的锁闩切口94的下部分92上。在扳手组件70和中间肘接连杆轴销80之间配置一对并排的准直的压缩弹簧(未示出)例如在美国专利NO.4503408中所示的弹簧。这些弹簧的张力趋向于使支架72的下部分92作用于中间锁闩90。在图6所示的打开(OPEN)位置上，虽然有弹簧张力，但仍能防止中间锁闩90与支架72脱开，因为其另一端部由跳闸机构40的可转动地跳闸杆组件190固定就位。如下面将详细说明的，跳闸杆组件190在反时针转动方向受到弹簧偏压作用，压着中间锁闩90。在电路断路器10的所有位置中除开下面说明的跳闸位置外，这是一种标准的锁闩配置。
图7示出位于电路断路器10接通位置的操作机构38。在此位置中，触头52和56是闭合的(彼此接触)，由此电流可以从负载端子28流到进线端子29。为了达到接通位置，可使扳手24以及固定连接的扳手组件70沿反时针方向转动(向左转动)，由此使中间肘接连杆轴销80受到张力弹簧(未示出)的作用，该张力弹簧固定于该轴销和扳手组件70。张力弹簧的作用可使上部肘节接连杆74和下部肘节接连杆76达到图7所示的位置，这种作用造成在支点64与叉形杆组件60的转动连接，从而使叉形杆组件60沿反时针方向转动。叉形杆组件60的这种转动又使活动触头臂50沿反时针方向转动，最后迫使活动触头52与固定触头56形成压力对接。应当注意到支架72在跳闸机构40作用时仍由中间锁闩90保持锁定。
图8示出电路断路器10位于跳闸位置的操作机构38。跳闸位置与电路断路器10的自动断路有关(除开进行手动跳闸操作外，如下面说明的)，这种自动断路是由跳闸机构40对负载导线28和进线29之间流过的电流量的热反应或磁感应反应引起的。下面将详细说明跳闸机构40的操作。对此而言，在例如负载电流超过预定极限值的情况下，跳闸机构40将使跳闸杆组件190顺时针转动(克服沿相反方向作用于跳闸杆组件190的弹簧力)，并脱开中间锁闩90。锁闩90的脱开释放了支架72(该支架已就位于锁闩切口区域94下部分92)，并使它在扳手组件70的顶部和中间肘接连杆轴销80之间相互作用的张力弹簧(未示出)的作用下反时针转动。由此造成的肘接装置失稳使轴销64顺时针向上转动，从而使叉形杆组件60也同样转动，这种叉形杆组件60的转动造成活动触头臂50的顺时针转动，从而使触头52和56分开。上述顺序事件造成扳手24位于其断开位置(如图6所示)和其接通位置(如图7所示)之间的中间位置。一当达到此跳闸位置时，电路断路器10便不能在达到接通位置(触头52和56闭合的位置)，直至首先通过复位操作使它复位，这将在下面说明。
图9示出在电路断路器10复位操作期间的操作机构38。这种状态发生在触头52和56保持打开的状态，同时例示出在发生上述图8所示的跳闸操作以后用力向右(或沿顺时针方向)扳动扳手24造成的状态。因为扳动扳手24，所以扳手组件70相应移动，使扳手组件辊86与支架72的后部区域87接触。这种接触迫使支架72绕支架轴销82反抗弹簧(未示出)张力顺时针转动，直至锁闩切口区域94的上部分93顶着中间锁闩90的上臂或端部，该弹簧配置在扳手组件70的顶部和中间肘接连杆轴销80之间。这种对接迫使中间锁闩90向左(或沿反时针方向)转动，使得其底部以下面详细说明的方式转到与脱扣杆组件190互锁的位置。然后当松开作用在扳手24上的力时，扳手便向左转动一个小的角度，使锁闩切口区域94的下部92紧压在中间锁闩90上，该锁闩的下端现在压靠在脱扣杆组件190上，电路断路器10因此达到图6所示的断开位置，而且扳手24可以反时针(向左)移向图7所示的接通位置(没有影响锁闩位置)，直至触头52和56达到彼此紧密电接触的状态。然而如果仍存在过电流状态，则又可能发生例如上面图8所示和说明的跳闸操作，使触头52和56重新打开。
再参考图3、4和5，上部齿槽电机组件32A和下部齿槽电机组件32B在结构上类似于美国专利NO.5910760中说明的组件，其板42和44在触头52和56中形成基本上闭合的电磁路径。在触头打开操作开始时，电流继续流入活动接触臂50，流过触头52和56之间产生的电弧。此电流将在分别由上部齿槽电机组件32A和下部齿槽电机组件32B的上板42和下板44形成的封闭磁回路中感应出磁场。该磁场将与电流发生电磁相互作用，使得活动臂50加速沿打开方向运动，由此使得触头52和56更快地分开。流过电弧的电流量越高，磁相互作用便越强，因而触头52和56可以更快地分开。对于很高的电流(过电流状态)，上述过程形成上述的冲击断路操作，在这种操作中，活动触头臂50可以绕轴销64被迫向上转动，使触头52和56分开，这种转动和叉形杆组件60无关。这种冲击断路操作示于和说明于Spoelman于1974年6月4日公布的和作为参考文献包含在本文中的美国专利NO.3815059中，与针对图8说明的由跳闸机构40产生的脱扣操作引起的正常情况相比，可使触头52和56更快速分开。
对于上述冲击断路操作，叉形杆组件60特别是凸轮盒62在结构和功能上类似于美国专利NO.5910760说明的盒子。具体是，凸轮盒62包括弹簧加载的凸轮随动件(未示出)，当冲击断路操作发生时，该凸轮随动件将活动触头臂50锁定在其冲击断路位置。
现在参考图10A、10B、10C、10D、10E、10F，图中示出跳闸机构40的整体模制的跳闸杆组件190，组件190包括跳闸轴192，温度跳闸杆或闸板194、磁跳闸杆或闸板196和手动跳闸杆198连接于该跳闸轴192，下面将分别详细说明这些跳闸杆。组件190还包括中间锁闩相互作用面200，该相互作用面具有突出部或上部的阶梯区域201以及具有表面203A的切口区域或下部的阶梯区域203。靠近跳闸轴192一端的是沟槽199，该沟槽局部地沿该跳闸轴192的外圆周延伸。如图10C所示，沟槽199具有位于跳闸轴192下侧的端部199A，该端部形成伸入该轴192的孔穴。组件190还包括张力弹簧，如图10D所示，该弹簧具有形成端部202B的弯头202A以及端部202C。如图10E和10F所示，弹簧202可绕在跳闸轴192的端部上，局部地装在孔穴199内。弹簧202的弯头202A位于沟槽199的端部199A，弹簧202的端部202B插入到该孔穴中。该沟槽199起正确固定弹簧202的作用，防止其脱离该轴192。在优选实施例中，弹簧202的直径约为0.018英寸，沟槽199的宽度约为0.030英寸，其深度约为0.015英寸。
图11示出中间锁闩90。该锁闩90包括具有端部207的主部件206，该端部彼此相向弯曲，其上形成孔和开口208，上部锁闩部分210和下部锁闩部分212从该主部件206上伸出，这些锁闩部分在例示实施例中彼此沿直线错开，下部锁闩部分212包括突出区域213和切口区域214，前者具有底面213A。
现在还参考图12、13和14，图中示出跳闸杆组件190与电路断路器10的内部操作部件的一部分。跳闸轴192横向配置在侧板组件的平行侧板84之间，该轴的端部装在孔或开口216内，这种配置形成一个枢轴区域，该跳闸杆组件190可以绕此枢轴转动。这种转动是由弹簧202的作用造成的，该弹簧对组件190施加偏压，使其可沿反时针方向转动。另外图中还示出中间锁闩90，该锁闩像跳闸轴192一样横向配置在侧板84之间，锁闩90的孔或开口208与相应的侧板84上的圆形突出部或凹槽218配合，形成转动锁闩90的区域。侧板84上的突出部或凹槽220形成限制锁闩90顺时针转动的止动件，当发生下面说明的跳闸操作期间，锁闩将发生这种转动。
图12示出电路断路器10除跳闸位置外所有位置的锁闩配置。锁闩90的下部锁闩部分212由跳闸杆组件190的中间锁闩相互作用面200固定就位。具体是如图14所示，锁闩90的切口区域214与相互作用面200的突出部201配合，锁闩90的突出区域213的底面213A与相互作用面200的表面203A形成对接和接触的关系。示出的锁闩90的上部锁闩部分210紧压在支架72的锁闩切口区域94的下部分92上。因为下部锁闩部分212与中间锁闩相互作用面200的对接可以防止锁闩90顺时针转动，所以上部锁闩部分210与支架72的对接可防止支架72反时针转动，不管该支架是否受到沿该方向的弹簧张力(上面说明的)的作用。然而如下说明的，在脱扣操作期间，跳闸杆组件190将顺时针转动(克服弹簧202的弹簧张力)，使中间锁闩相互作用面200的表面203A转动，脱开与中间锁闩90的突出区域213的对接和接触。这种脱离造成作用于支架72的弹力沿顺时针方向使锁闩90转动，由此结束上部锁闩部分210和支架72的紧对接，并松开支架，使其在上述弹簧的作用下反时针转动，直至操作机构38达到上面图8中说明的跳闸位置状态。
在例示性优选实施例中，相互作用面200的突出部201其高度201A(见图10B)超过切口区域214的高度214A(见图11)。在一个实施例中，高度201A几乎是高度214A的两倍。这种优选结构可防止在图9中说明的复位操作期间由于锁闩90反时针过分转动引起的锁闩部分212与相互作用面200的不正确地啮合。具体是，可以防止靠近切口区域214的锁闩部分212的底表面不正确地接触和对接突出部201的顶表面201B(见图10B)，这种不正确的接触和对接将使突出区域213的底面213A(见图11)浮动(脱开)，并不希望地改变跳闸机构40的锁闩加载关系。
如图14所示，弹簧202配置在跳闸轴192的沟槽199内，弹簧202的端部202C可以从其垂直位置(用实线表示)反时针转动(用虚线表示)，该端部配置在中间锁闩90的下面并与该锁闩形成压力接触。具体是，该端部202C位于锁闩90的肘接区域209的下表面209A(见图11)下面并与其形成压力接触。由于具有这种配置，因为下述的原因，弹簧202的端部202C将沿反时针转动方向向锁闩90施加偏压力。可以选择弹簧202的结构、形状、尺寸和定位，使得由端部202C作用的偏压力在数值上在所有时间均小于支架72受到的弹力，因此在锁闩90和锁闩相互作用面200因脱扣操作脱开时，总是使得支架的弹簧力可以顺时针转动锁闩90(如上所述)。当锁闩90由于这种脱扣操作已经顺时针转动时，在支架72已经反时针转动并且锁闩切口区域94的下部分92不再接触锁闩90之后，锁闩90便不再受到支架弹簧弹力的作用。因此弹簧202端部202C提供的偏压力占优势，使锁闩90反时针转动。可以选择弹簧202的结构、形状、尺寸和定位，使得锁闩90在偏压力的作用下只反时针转动到一个位置，在此位置，在图9所示的复原操作期间，上部锁闩部分210可正确地定位于接触锁闩切口区域94的上部分93。由弹簧202的端部202C造成的锁闩90的反时针转动有利于防止上部锁闩部分210停在顺时针过转动位置(由于支架弹力引起的)，在此过转动位置，锁闩部分210位于过分垂直的位置，因而在复原操作期间，它可能不希望地成一个角度接触锁闩切口区域94的上部分93，该角度可能妨碍锁闩90反时针转动或使这种转动很困难(如上所述，为了使下部锁闩部分212锁住锁闩相互作用面200，这种转动是必需的)。
如上所述，为了限制锁闩90的顺时针转动，在侧板84上形成突出部和止动件220。虽然这些突出部可以防止锁闩90顺时针过度转动到过分垂直的位置，但是部件上各种变化可能限制实现这种作用的能力。由于沿反时针方向向锁闩90作用一个恒定的偏压力，所以弹簧202的端部202C可与止动件220相配合，从而确保不发生过度转动。
有若干种跳闸操作可以使跳闸杆组件190顺时针转动，从而释放支架72。一种操作是手动跳闸操作，其有关的构件示于图15。图15示出电路断路器10在盒子12内的一部分内部操作部件，为了更清楚起见，底座12已在226A和226B处切开。图中示出跳闸杆组件190及其手动跳闸杆198。沿底座12的外侧壁是跳闸机构40的按压—脱扣驱动器230，该驱动器配置成可以向上和向下移动。驱动器230包括按钮25及顶部分25A，该按钮通过盖子14的长方形开口23伸出(图1)。
下面参考图16A和图16B，按压—跳闸驱动器230由杆形的主部件231构成，该主部件231靠近其底部232稍具圆锥形，该底部可以滑动嵌入在底座12的盒子构件228、229以及外侧壁之间形成的沟槽内(图15)。此沟槽可以导向按压—跳闸驱动器230的垂直运动。驱动器230包括止动部件235，该止动部件设置成压着盒子构件229，以便限制驱动器230在此沟槽内的向下运动。因为下面说明的原因，驱动器230的底部232和底座12的底部之间装有一个弹簧(未示出)。驱动器230靠近其顶部包括肩部233，弯曲的法兰234从该肩部向上伸出。按钮25装在肩部233上，并且如图17所示，包括适当形状的开口236，弯曲的法兰234插入此开口中。按钮25还包括肩部237和切口部分238，前者向上顶着盖子14的底面，从而可限制按压—脱扣驱动器230的垂直向上运动，后者为扳手24和其相关的扳手滑动件提供一个活动间隙，这将在下面更详细说明。从按压脱扣驱动器230的主部件231的约中部向外突出的是向下弯曲的臂240，该臂具有底部分242。如图15所示，臂240的底部分242正好位于跳闸杆组件190的手动跳闸杆198的上面。
当压下按钮25的顶部分25A时，由此产生的按压—跳闸驱动器230的向下运动将使臂240的底部分242接触手动跳闸杆或部件198，由此使跳闸杆组件190顺时针转动。如上所述，跳闸杆组件190的这种转动松开支架72，造成图8所示的跳闸位置状态。当作用在按钮25的顶部分25A的力去掉时，位于按压—跳闸驱动器230的底部232下面的弹簧(未示出)使该驱动器回到其起始位置。
在优选实施例中，按压—跳闸驱动器230(除按钮25外)由金属例如碳钢构成，通过整体冲压加工形成。这样便可以提高驱动器230主要部分的强度，使它具有比较小的尺寸，这种小尺寸对于现代电路断路器例如电路断路器10受限的空间是很有利的。在优选实施例中，驱动器230的碳钢的厚度为0.045英寸，按钮25最好用具有电绝缘特性的适当聚合物(塑料)制作。
除上述手动跳闸操作外，电路断路器10包括自动温度跳闸操作和自动跳闸操作，这些操作同样能使跳闸杆组件190顺时针转动，由此松开支架72，提供这些额外跳闸操作的构件示于图7，该图示出电路断路器10位于其接通的位置(非跳闸的位置)，此时锁闩90紧压在支架72的锁闩切口区域94的下部分92，锁闩90由脱扣杆组件190的中间锁闩相互作用面200(图10B)固定就位。图中还示出跳闸机构40的自动跳闸组件250，该组件紧邻跳闸杆组件190。
下面还参考图18A、18B、18C、19A、19B、20、21、22A和22B，图中分别示出自动跳闸组件250和其各种部件。组件250包括磁轭252、双金属件254、磁性摆动片或磁性衔铁256和负载端子28。磁轭252(图19A和图19B)包括具有底部分258A的大体平的部分258，具有前表面260A和262A的弯曲臂或弯曲翼260和262从部分258伸出。在臂260和262的顶部上是枢轴支承件264和266，该支承件具有相应的支枢表面268和270，如下所述，磁性摆动片256可在该支枢表面上摆动。枢轴支承件264包括前部定位脊部或升高的表面263，该表面有助于形成支枢表面268，枢轴支承件266包括面朝下的止动件或突出部265。枢轴支承件264和266分别包括后部定位突出部267，该突出部有助于形成支枢表面268和270。磁轭252还包括肩部分272，如下面说明的，一部分负载端子28配置在该肩部分的上面。另外，由于下述原因，孔或开口274穿过大体平的部分258。本例示实施例的磁轭252由厚度约为0.078英寸的碳钢材料制作。
双金属件254(图20)是平的，大体为长方形，包括两个形成颈部284的切口区域280和282，头部分286位于该切口上面。穿过双金属件254的底部分287是一个孔或开口288，此孔的用途下面说明。双金属件254的结构，如技术人员周知的，作成为使得底部分287可以在高于某个温度时以常规方式弯曲。
此磁性衔铁256(图21)是平的，包括形成肩部313和315的切口区域312和314、颈部分311和头部分316。该头部分316包括水平枢轴部分或臂318、肩部315的外角包括倒角区域或切口317。磁性衔铁256的体宽比磁轭252的体宽宽，距离d2大于d1(图19B)。磁性衔铁256包括孔和开口320，该孔形成在底部分319内，其用途下面说明，在例示实施例中，该磁性衔铁用碳钢制造。
负载端子28(图22A和22B)包括大的平的部分290，底部连接部分292以近似垂直方式从该平部分290伸出，该底部连接部分通过连接装置例如自固定接线座连接于外部的电流输入端。这种接线座形成机械和电连接，在图4中示出一个例示性的接线座295(连接于连接部分292以及类似的导线端子部分29)，下面将参照图29详细说明这种接线座。为了下述目的，参照图29，连接部分292具有孔和开口294、突出部分或在其顶部上的表面297和切口299，该切口使前表面301的宽度小于连接部分292其余部分的宽度。顶部大体平的区域296位于端子28的另一端，该平的区域经弯曲的区域298与部分290错开。穿过部分290的是孔或开口300、302和304。小凸部或突出部306突出于部分290的一侧，靠近孔304。平部分290包括沿其两侧形成的偏置件或肋部分308。如图22A清楚示出的，平部分290沿其长度以渐进方式稍呈锥形，宽度w2宽于宽度w1。
下面主要参考图23-27，图23中示出一部分底座12，当组装电路断路器10时，负载端子28装在此部分底座内。底座12包括在其两侧形成的沟槽520，该沟槽具有底部分522。如图24所示，将负载端子28的平部分290的侧面特别是肋部分308插入沟槽520，直至端子28的底部肩部291(见图22B)压靠沟槽520的底部522。由于这样插入，使肋部分308形成压配合，因而可防止端子28相对于底座12横向运动。底座12的侧部以及形成在其中的沟槽520从顶部到底部稍为锥形，如图25清楚示出的，距离d2大于距离d1。这种锥形有利于模制底座12。端子28的平面部分290的锥形符合底座12的这种锥形，因而可以在插入时形成密配合。肋部分308增强了端子28和沟槽520之间的磨擦接触，因此可阻止端子28相对于底座12发生垂直运动。为了进一步防止端子28相对于底座12进行垂直运动，盖子14包括对接部分或对接壁525，如图26和27所示，该对接壁的底部可适当定位和定尺寸，使其在盖子42紧固在底座12上时，可以对接端子28的突出部306。这种对接使突出部306保持向下，由此可使端子28可靠地安装在沟槽520内。在例示性实施例中，对接壁525的底部包括接触部件或挤压肋526，该肋配置成在盖子14固定在底座12上时，可以直接接触突出部306。肋526用可压缩的材料制作，因此即使生产的电路断路器部件有稍许的差别，也能使壁525与突出部306的对接形成一定“弹性”，从而确保正确的配合。在一个实施例中，可压扁的肋部526像盖子的其余部分一样用热固玻璃聚酯材料制作，但是为增加可压缩性，可减少其中的玻璃纤维量。
图18A和18B示出组装形式的自动跳闸组件250，双金属件254的颈部284配置在磁轭252的臂260和262之间，因此双金属件254基本上平行于磁轭252的部分258(但不接触)。因为下面说明的原因，图中示出的螺钉255局部拧入双金属件254底部分287上的开孔288的一侧。双金属件254的头部分286利用常规的热焊接和铜焊接方法焊接于负载端子28的顶部区域。负载端子28的弯曲区域298配置在磁轭252的肩部272的上边，而端子28的平部分290平行于磁轭252的平部分258，并与其接触。利用固定装置例如铆钉330将端子28固定于磁轭252，该铆钉插入磁轭252的孔274和端子28的相应孔300。采用这种方式固定后，端子28有利于只形成一个位于顶端区域296内的热影响区域。磁性衔铁256的枢轴臂318配置成与磁轭252的支枢面268和270接触，并安装在该支枢面上，以便限制该衔铁256的运动范围，如下面详细说明的。如图18C所示，衔铁256的倒圆角的区域和切口317有助于在组装期间衔铁的这种定位。首先使衔铁256倾斜，如图所示，使切口317位于枢轴支承件266和其止动件265的下面。切口317形成一个间隙，该间隙使得枢轴臂318可以位于切口区域314的上面，从而可以被转动，达到与支枢表面270接触。然后可以容易地使切口区域312上面的臂318在枢轴支承件264端部的上面摆动，从而使其接触支枢表面268。在电路断路器10操作期间，枢轴臂318利用磁轭252的定位部件263和定位突出部267可以保持与支枢表面268和270的接触。在衔铁256的孔320和端子28的孔302之间配置和连接两个弹簧253(图中只能清楚看出一个)，而弹簧253的弯曲端部或钩子253A则穿过这些孔形成连接。弹簧253趋向于在磁性衔铁256的底部分319和磁轭252的前表面260A和262A之间保持预定的距离，同时趋向于使衔铁保持在一个可从垂直位置(与磁轭252分开)沿顺时针转动的位置。如图18A所示，枢轴支承件266的止动件或突出部265配置成可接触顺时针转动的衔铁256(肩部315附近)，从而可以形成衔铁256转动的最大角度。
当装在图7所示电路断路器10中时，自动跳闸组件250操作，使跳闸杆组件190顺时针转动，由此松开支架72，这样便造成只要在接通位置时存在过电流状态，便转换到图8所示的跳闸位置。在如图7所示的接通位置，电流从负载端子28经磁轭252和双金属件254，再从双金属件254的底部分287经导线289(如图3所示)流到活动触头臂50，该导线焊接在双金属件的底部分和活动触头臂50之间，然后经闭合的触头52和56从固定的触头臂54流到(沿所述方向或者反方向)进线端子29。自动跳闸组件250将对流过它的过分高的电流量发生反应，从而提供温度跳闸操作和磁跳闸操作。
自动跳闸组件250的温度跳闸操作起因于双金属件254对流过它的电流的反应。双金属件254的温度正比于电流量，当电流量增加时，双金属件254上产生的热量趋向于使底部分287向左弯曲(如图7所示)。当不存在过电流状态时，这种弯曲很小。然而超过预定电流量时，双金属件254的温度将超过极限温度，因而双金属件254的弯曲可能使底部分287接触跳闸杆组件190的温度跳闸杆或部件194。这种接触迫使组件190顺时针转动，因而松开支架72，这样便转换到跳闸位置状态。引起这种温度跳闸温度的预定电流量(过电流)可以用方便的方式调节，方法是改变双金属件254的尺寸和/或形状。另外，还可以选择性地进一步将螺栓255(图18A示出，图7未示出)拧入开口288，使得它从双金属件254的另一侧伸出一定程度(伸向温度跳闸部件194)，用这种方法进行调节，因为有这种程度的伸出，所以当双金属件254弯曲时，螺栓255位于成更容易接触温度跳闸部件194(以及使组件190转动)，由此可选择地减小使温度跳闸操作所必需的弯曲量。
双金属件254的切口区域分280和282别具有圆角280A和282A(图20)，这有利于在此区域中达到较高的向下流的电流密度(在电路断路器10处于接通位置时)，因为在头部分286和颈284之间的电流路径变窄。在装配好的自动跳闸组件250中，切口区域282在双金属件254上向下延伸长度显著超过磁轭252的臂260和262的底部(见图18A)，这样可以防止受到与其隔得很近的其它内部部件和/或盒子部件的干扰。与此相反，切口区域280则大约延伸到臂260和262底部的正下面的位置。这样便使磁轭252的臂260和262下面的双金属件254更宽，由此可以减少双金属件254这些区域的磁化率，从而增加涡流效应加热，在高(中断)电流状态时可能引起该区域退火或金属腐蚀。
自动跳闸组件250还提供磁跳闸操作，当电流流过磁轭252时便产生磁场，该磁场强度正比于电流量。这种磁场产生的吸引力趋向于将磁性衔铁256被吸向磁轭252的表面260A和262A，如上所述，由于衔铁256的主体比磁轭252的主体宽，所以可以增强这种吸引力。当不存在过电流状态时，由连接在衔铁256的孔320和负载端子28的孔302之间的弹簧253提供的张力可以防止衔铁256的任何显著转动。然而，超过预定电流量时，便将产生可以克服该弹簧张力的磁场阈值，由此可压缩该弹簧253并使衔铁256的底部319被迫反时针转动，向磁轭252的前表面260A和262A转动。在此转动期间，衔铁256的底部分319将接触磁跳闸杆和部件196，如图7所示，该跳闸杆部分地位于衔铁256和磁轭252的前表面260A和262A之间。这种接触使跳闸杆196的端部基本上在磁轭252的弯曲臂260和262之间运动，由此迫使组件190顺时针转动。这样便转换到跳闸位置状态，如上面图8中详细说明那样。如同温度跳闸操作一样，引起这种磁跳闸操作的预定电流量也可以调节，调节方法是应用不同尺寸或不同张力的连接在衔铁256底部分319和负载端子28之间的弹簧253。
从图7、18A和18B可以看出，磁轭252的部分258和258A基本上在双金属件254和负载端子28之间延伸。金属磁轭252的这种配置引起磁力线的变形，这种变形是由电路断路器10位于接通位置状态时，在端子28和双金属件254中流过相反电流产生的。由于使磁力线变形，所以这种结构限制了磁力线之间的干扰，因而减少了端子28和双金属件254之间的在高电流(中断电流)状态下产生的向外排斥力。排斥力的这种减小，减少了迫使端子28和双金属件254在这种高电流状态下的不需要分开的可能性。
图22A和22B示出可以用在电路断路器10中的负载端子28的实施例。该实施例最好用在正常状态下电流低于约30安培的应用中，该实施例由冲压的不锈钢构成，其厚度约0.047英寸。对于更高的应用，最好应用如图28A、28B和23C所示的另一种负载端子实施例。为了更好地适应较高电流，该实施例的端子28A由冲压的铜板和黄铜板构成，其厚度增加到约0.093英寸。端子28A包括大致平的部分330(仍为锥形)，从该平的部分以近似垂直的状态伸出底部连接件部分332，该部分上具有贯穿的孔或开口334。连接件332还包括在其顶部的凹槽331、切口333和凹槽或切口337，该切口333使前表面335的宽度小于连接件332的其余宽度，该切口337从前表面335的底部伸向开口334，如图28C所示。位于端子28A的另一端是大体平的顶部区域336，该区域通过弯曲的区域338与部分330错开，穿过部分330的是孔或开口340(用于固定磁轭252)以及孔或开口342(用于固定两个弹簧253)。小片或突出部344(与端子28的突出部306的用途相同)从部分330的一侧伸出，而在另一侧形成相应的凹部346。因为上述的原因，在部分330上形成肋部分348，对应于端子28的肋部分308。虽然肋部分348在底座12的沟槽520内同样可以形成密配合，但是因为与端子28相比，端子28A的总的厚度增加，所以肋部分348不如肋部分308那么突出。图中还示出用于增强弯曲区域338强度的支承肋350。在电路断路器10中端子28A的操作，特别是自动跳闸组件250的操作，基本上与端子28的上述操作相同。
下面参照图29，图中示出自固定的接线座295，该接线座可以与负载端子28(或28A)或进线端子29连用，以便连接外部导线。接线座295包括具有端部分基本上开放的方形形状的底部分480。底部分480包括形成在其两个垂直侧面上的面朝内的止动件或凸出部482，和形成在底部上的面朝上的圆形突出部或突起的表面484。项部486形成在底座480的顶部上，形成一个开口，该开口可以插入顶部分488。在例示实施例中，该顶部分488是具有拧紧部分490的螺钉，该拧紧部分490可转动地连接于该螺钉的底部。
在使用中，接线座295连接于电路断路器10端子中的一个端子端部。现在参照示于图22A和22B的负载端子28说明这种连接。将端子28的连接件部分292插入到插入底座480，使得突起的表面297对接止动件482，直至开口294与圆形突出部484啮合。端子28的切口299有助于这种插入，因为它们能使前表面301容易滑入并在其中引导连接件292的其余部分，该前表面301的宽度小于底座480的内部宽度。接线座295的突出部484可与开口294形成压配合，这可阻止接线座相对于端子28作侧向运动。接线座295的止动件482可防止接线座相对于端子28垂直运动，并且连接件292的突出表面297形成的增强的磨擦接触也可制止接线座相对于端子28侧向运动。因为这种配置(如图4所示)，所以接线座295处于位于自固定位置。
下面针对图28A和28B示出的负载端子28A，说明接线座295的连接。将端子28A的连接件部分332同样插入底座480，使得其顶表面对接止动件482，直至开口334与圆形突出部484啮合。和端子28的切口299一样，端子28A的切口333有助于这种插入，并对连接件332的其余部分形成同样的导向作用，连接件332的凹槽或切口337也有助于这种插入，因为它的尺寸和形状被恰当地定为可以在连接件332的下面导向接线座295的圆形突出部分484，这是有利的，因为与端子28的连接件292相比，连接件332具有增大的厚度。接线座295的突出部484可与开口334形成压配合，这可制止接线座相对于端子28A作侧向运动。接线座295的止动件482可以快速卡入连接件332凹槽331内，形成压配合，这也可以阻止接线座295相对于端子28A作侧向运动，止动件482也可阻止接线座295相对于端子28A垂直运动，这样便可实现接线座295的自固定配置。
在接线座295已连接于电路断路器10端子中一个端子后，将外部导线的一端插入拧紧件490和端子连接件部分的顶表面之间。然后利用螺钉488的转动使拧紧部分490下降，直至该拧紧部分用摩擦力固定外部导线到端子，利用盖子14上孔20中的一个孔(图1)可以从外部操作螺钉488，该孔可以插入工具例如螺丝刀对螺钉488进行操作。
下面参照图30A和30B，图中示出本发明的支架72和支架轴销82。如图12和13所示，轴销82横向可转动地配置在电路断路器10的侧板84之间，形成支架72转动的支点。如图30A所示，支架72具有开口393，该开口可以穿过上部肘接连杆轴销78。支架72还包括切孔390，该开孔由与较大切口或孔394相互连接(相互重叠)的较小的切口或孔392构成，较大切口394作成其尺寸大于轴销82的最大直径。在将轴销82放置在侧板84的孔396和398之间之前(见图13)，先通过开口390中的较大切口394可容易地将轴销82插入到轴销的中间。因为将轴销82穿过切口394时不需要很大的压力，所以轴销可以进行热处理，以增加其强度，使得它更能承受有时在电路断路器中遇到的较高的内部温度。如图30B所示，轴销82包括沿长度中间部分的内部台阶部分397。然后移动已插入较大切口394内的轴销82，使部分397装在较小的切口392内，切口392的尺寸被定为可与其相啮合，而在同时，在例示的实施例中，可使轴销82在该切口内转动，因为围绕内部台阶部分397的轴销82的部分397A太厚不能装在较小的切口392内，所以它们形成一个肩部，可以确保支架72保持在轴销82的中间。当使轴销82可转动地配置在侧板84的孔396和398之间时，在上述电路断路器10的跳闸和复原操作期间，支架72也能转动。这种转动以两种方式中的一种方式转动支架可以在轴销82上转动(独立于轴销82的转动)，或支架72可以随轴销82转动(在侧板84的孔396和398中转动)。这两种转动方式都是有利的，因为它们增加了操作机构38的操作灵活性，特别是如果轴销82因某种原因卡住了，不能在侧板84的孔396和398内转动，则支架72仍然能够正常地转动。
在组装操作期间，止动杆88可以帮助保持轴销82的内部台阶部分397与支架72的较小切口392的啮合。如图6和8所示，当支架位于如图所示的有助于组装的位置时，止动杆88靠近支架72的凹部和切口部分395，并大体位于该切口部分的左侧和下方。由于如此配置，如果支架72向下运动和/或向左运动，则止动杆88趋向于接触凹部395，因此可以制止沿此方向的显著运动，这种显著运动可能造成轴销82的松开，进入到较大的切口394。在完全组装后的电路断路器10中，一对并列的作用于支架72的压缩弹簧(未示出)形成弹力，这种弹力也可用于保持较小切口392与轴销82的内部台阶部分397的啮合。虽然止动杆88和一对并排的压缩弹簧可以保持上述啮合，但是它们仍然能使这种啮合具有一定“弹性”，因而支架72可以有利地绕轴销82转动一段小距离，从而增加操作机构38的灵活性。
再参考图12和13，图中示出的止动杆88横向配置在侧板84之间。止动杆88包括端部450，在例示的实施例中，该端部直径小于杆88主要部分的直径，该直径由肩部452与主要部分分开。在组装操作时，将端部450插入侧板84的孔454中，直至肩部452(该肩部的直径大于开口454的直径)接触侧板84的内表面84B。在插入后，使端部450的部分450A伸出在侧板84外表面84A上的孔454。然后用一种机器例如轨道铆钉机向内旋压部分450A，直至形成外侧肩部456(图中仅示出一个)，该外侧肩部应该厚到结构上是牢固的，但是也要相当薄，使得它们基本上与侧板84的外表面84A齐平。因为外侧肩部456其直径大于开口454的直径，所以它们与内肩部452相配合，有助于保持侧板84之间的间距不变。特别是外侧肩部456可以阻止可能由例如在高电流中断期间产生的力造成的侧板84的向外分开。内肩部可以阻止可能发生的侧板84的向内运动(彼此相向运动)。这种保持侧板84之间距离的功能有助于确保操作机构38的部件的正确位置和功能。
图12和13中还示出，横向配置在侧板84之间的支承杆460，和止动杆88类似，支承杆460包括端部462，这些端部在例示的实施例中，其直径小于支承杆460的主部分的直径，并由肩部464分开。在组装期间，先将端部462插入侧板84的孔466中，直至肩部464(其直径大于开口466)接触侧板84的内表面84B。插入后，使端部462的部分462A伸出在侧板84的外表面84A上孔466。然后用一种机器例如轨道铆钉机向内旋压部分462A，直至形成外部肩部468(图中仅示出一个)。虽然外侧肩部468因具有充分厚度而可达到结构上的牢固，但是它们应当相当薄，使其基本上与侧板84的外表面84A齐平。因为外侧肩部468的直径大于开口466，所以它们可与内侧肩部464配合以及与止动杆88配合，从而帮助保持侧板84之间的间距，其保持方式为上述说明的止动杆88的方式。
在优选实施例中，止动杆88和支承杆460均用碳钢制作。另外支承杆460所用的孔466最好形成在侧板84的一个区域上，该区域基本上位于形成止动杆88所用孔454的相反一侧。这种止动杆88和支承杆460的定位可以确保沿侧板84的长度正确地保持间距。在例示实施例中，支承杆88在跳闸杆组件190和叉形杆组件60之间，其精确的位置和尺寸可以选择，使得它不会妨碍这些部件的转动。在其它实施例中，当然还可以应用另外的支承杆，以进一步确保侧板84之间的正确间距。
下面参考图31以及图12和13，图中示电路断路器10的扳手组件70以及有关的侧板的平行侧板84或支承部件组件。在例示实施例中，扳手组件70由金属制作，包括平行对称的扳手组件板100，该组件板由扳手台座101连接在一起，如下面说明的，该台座连接于电路断路器10的扳手24，各个扳手组件板100包括开口102(图31中仅示出一个)、扳手组件锟86穿过该开口，并且各个扳手组件板100包括圆形的枢轴区域104，该区域可转动地与各个侧板84上的对应支枢表面切口106(图12)配合。图中还示出扳手组件驱动件或突出部108，该突出部从各个扳手组件板100的底部伸出，分别包括向内弯曲的部分或接触部件109。各个侧板84包括驱动件切口区域110，该切口区域包括底部111，如上所述，该切口区域110对应于各个驱动件108，并在电路断路器10的正常操作期间，在整个扳手组件70运动范围内提供驱动件的活动间歇。如图12和13所示，各个侧板84还包括开孔105，具有头部分107B的止动件或小突出部107的杆或轴杆107A可以穿过此开孔。止动件107这样成形，使得它们可以用加工螺钉的工艺制造。各个轴杆107A的端部采用例如轨道铆钉机进行旋压，以使止动件107固定在侧板84上，而其头部分107B配置在侧板的外表面84A上，并且至少局部地向外延伸，覆盖支枢表面切口106。这样进行固定之后，止动件107便可阻止由于例如在高电流中断期间产生的外力的作用造成的扳手组件70的枢轴区域104从侧板84上的支枢表面切口106向外脱开。
下面参照图32、33以及图6和7，图32示出叉形杆组件60的凸轮盒62，该凸轮盒中没有插入凸轮随动件，止动部件112配置在凸轮盒62的顶端并大体从该顶端伸出。图7示出，当电路断路器10位于接通位置时，凸轮盒62、侧板84和扳手组件70的位置，应注意到为了提供扳手组件70移向断开位置正常范围，驱动件或臂108与切口区域110的底部分111分开。止动部件112的顶部在内部配置在侧板84之间，靠近驱动件切口区域110并位于驱动件108弯曲部分109下面不远处。这样，当触头52和56以及叉形杆组件60尽管仍处于接通位置时(例如当触头52和56处于熔接闭合位置时)，当将扳手24顺时针扳向断开位置时，止动部件112便位于对接弯曲部分109的位置。这种对接(如图33所示)通常发生在扳手组件70稍微转动之后，它能阻止组件70进一步顺时针方向转动(通过由切口区域110正常赋予的运动范围)，因此能够阻止扳手24指示电路断路器10位于事实上不存在的断开位置，这样便可以明确地指示触头52和56没有断开，即使已设法进行打开操作。然而在触头52和56可以打开的正常的操作中，当使扳手组件70顺时针转向断开位置时，止动部件112将随叉形杆组件60(和触头52)顺时针转动。这样止动部件112便转离驱动件切口区域110，如图6所示，这样便允许驱动件108在区域110内完全运动，这样又使得扳手24可以移动到断开位置。
现在参照图34A、34B、34C和34D，图中示出电路断路器10的扳手24，在优选实施例中，该扳手是用绝缘材料例如塑料模制的。扳手24包括顶部分403和底座404，该底座具有顶部弯曲面405和底部空腔区域406。该空腔区域406包括突出部408，该突出部形成两个沟槽407，扳手组件70的扳手平台101(图31)的侧面101A和101B可以插入该沟槽407(例如示于图4、5和6)，以形成扳手24和组件70的啮合连接。如上所述，这种连接使得可以用手动驱动扳手24，而使操作机构38改变位置。配置在一个沟槽407(在例示实施例中)大约中间的并位于突出部408之间的是整体成形的突出部或突块409(图34D)，该突出部像扳手的其它部分一样最好用绝缘材料例如塑料形成，该材料至少是可局部压缩的。平台101的侧面101B(图31)包括约位于中间的凹槽或切口411，该切口的尺寸和形状约与突出部409相同。当扳手组件70的平台101插入沟槽407时，当突出部越过侧部101B的平部分时，突出部409将稍微发生形变(压缩)。如例示实施例所示，突出部409最好是圆形的，使其有利于这种穿入。当平台101完全插入沟槽407时，突出部409将回到其原来形状，并位于凹槽411中。这样，突出部409和凹槽411便起在其扳手24和扳手平台101之间达到居中连接的作用。另外，突出部409和凹槽411的摩擦啮合也有助于阻止平台101在沟槽407内运动，由此在平台101和扳手24之间形成更牢固的连接。在另一实施例中，突出部409可以配置在各个沟槽407内，并且在平台101的侧面101A和101B的两侧形成相应的凹槽411。
如图34B所示，扳手24的底座404包括第一侧部410，该第一侧部具有弯曲的顶表面部分405A，并结束于端部分414，该端部分(在例示实施例中)形状基本上为三角形。第二侧部416对第一侧部410的形状稍微对称，只是它结束于端部418，该端部与端部分414相比是截头的，由此形成截头的弯曲顶表面部分405B。在例示实施例中，端部分418基本上为凹形。该截头端部分418很明显比端部分414占有较小的空间，并被成形为在整个扳手24运动范围内不妨碍(碰着)电路断路器10的其它内部操作部件。具体是，端部分418被成形为在如图6和9分别示出的电路断路器10位于断开位置时或在复位操作期间，不妨碍跳闸机构40的自动跳闸组件250。
下面还参考图35-38，图35中示出一个弯曲的扳手滑动器424，该滑动器具有开口426、凸的顶表面428和凹的底表面430。在电路断路器10内滑动器424配置成基本上重叠在扳手24上，因而底表面430放置在扳手24的顶表面405的顶上，并基本上重叠在该顶面上，扳手24的顶部分403穿过开口426。如图36和37所示，扳手24和重叠的滑动器424相对于盖子14配置，因此扳手24的顶部分403也伸出盖子的开口22。当扳手24在其转动范围内转动时，滑动器424以常规方式沿盖子14的底表面434移动。滑动器424与扳手24的重叠关系以及滑动器424的开口426小于盖子14的开口22这一状况(在例示实施例中)形成一种屏蔽作用，这有助于制止外物进入开口22，进入到电路断路器10的内部操作部件。为此，滑动器424最好具有充分的厚度，使得它不容易向内弯曲。在优选实施例中，滑动器424约为0.055英寸厚，由celc接通热塑性材料形成。虽然滑动件424需要充分的厚度以防止显著地向内弯曲，但是它与扳手24的底座404相比是相当薄的，薄到足以在跳闸机构40的自动跳闸组件250上面进行弧线运动，或者跨越该组件而不会造成妨碍(如图3所示)。
当扳手通过其转动范围转动时，滑动器424的顶表面428沿圆拱部分436与盖子14的底表面434接触。这种接触减少了可能损害上述屏蔽保护作用的分开机会，如图38清楚示出的，底座404包括沿顶表面405的侧边缘从端部分414到端部分418延伸的沟槽438。当滑动器424的顶表面428在扳手的整个转动范围内与盖子14的圆拱436接触时，这种接触将使滑动器424的侧边缘弯曲到沟槽438中。这种弯曲减少了滑动器424和盖子14的底表面434之间的摩擦，从而可使扳手24平滑地转过其转动范围。这样，沟槽438使得可以应用较厚的滑动器424，在电路断路器10的受约束空间内这是很期望的，这样可以使滑动器更抗向内弯曲，因此增强了屏蔽保护作用。在例示实施例中，沟槽438约为0.030英寸深。
除具有截头端部分418外，扳手24的底座404还包括靠近端部分418一个角的截去部分440，如图34A和34B清楚示出的。如图15所示，截去部分440构成按压—跳闸驱动件230按钮的活动间隙，特别是在电路断路器10位于其断开位置或在复位操作期间。图15还示出与该截去部分440一起操作的是按钮25的切口238，该切口配置成可在扳手24的整个转动范围内形成滑动器424(未示出)的活动间隙。切口238相当大，使得按钮25的顶部分25A不管在切口238内是否存在滑动器424均可被压下去。这样，按扭25的切口238和扳手24的截去部分440可以相互配合，从而可防止按压—跳闸驱动器230和扳手24与滑动器424联合部件之间发生相互影响。
下面参照图39和40并再参照图2，图中特别示出电路断路器10的底座12和盖子14之间的轮廓。示出的底座12具有总的用120表示的顶部区域，示出的盖子14具有总的用122表示的底部区域。底座12的顶部区域120包括突起部分124，该部分与盖子14底部区域122上的相应截去区域或凹部分126相配合。在沿图1的线40-40截取的图40的侧视横截图中，当盖子连接于底座12时，将适当的固定装置128(包括在例示实施例中的安装螺钉)插入位于凹部分126上方的盖子上的孔或开口16(图2)中并插到底座12的突起部分124上的相应孔或开口18内。固定装置128可以选择为在完全插入时，其底部基本上不穿过位于其突起部分124下面的底座12，即使穿过也很小。这样，这种安装配置可以节省底座12主体的空间，因此固定装置128不妨碍其中的内部操作部件。突起部分124和凹部分126的尺寸被选择为固定装置128可以穿过底座12的足够深度，从而达到底座12和盖子14之间的牢固连接。在一个例示实施例中，固定装置128约为1英寸长，穿过底座12的突起部分124的深度约为1/2英寸。
如图40所示以及上述说明，固定装置128构成在底座12和盖子14之间的安装装置，还参考图41，例示性实施例的固定装置128包括主部件132，该主部件包括具有头部134的安装螺钉以及分成为非拧紧(非螺纹)部分136和拧紧(螺纹)部分138的主体。固定装置128还包括可压缩的部件140，该压缩部件在完全装上时，靠近头部134并与安装螺钉132的非拧紧部分136啮合。可压缩部件140可以是弹性垫圈(如例中例示性实施例所示)，或它可以是另一种压缩装置例如弹簧。在图40的横截面图中，示出的固定装置128组装在和插入盖子14的开孔16(图2)中，以及底座12的相应开孔18中。图40示出，伸入和固定于底座12的拧紧部分138、穿过盖子14的非拧紧部分136以及形成止动部分的头部134，该止动部分用于限制底座12和盖子14可能的分离。示出的可压缩部件140位于头部134和盖子14的顶表面之间。在这种安装配置中，部件140的可压缩性使得底座12和盖子14在电路断路器10内出现压力时，例如由于高电流中断期间(触头52和56分开)产生的气体造成的压力时，可以暂时和基本上同时的分开一小段距离。沿底座12和盖子14相互对接面的这种分开使得产生的气体可以被排出，使压力降低，从而保护了电路断路器10的结构整体性。
下面参考图42、43、44A、44B、45A、45B、45C和46，图中示出电路断路器10的底座12和盖子14的支承部件150A和150B。底座12包括侧壁152，在该侧壁内形成槽口154A和155A。图43示出其中没有部件的底座12的顶视图，如图所示，侧壁152还包括靠近槽口154A的槽或沟槽156，以及靠近槽口155A的槽或沟槽157，二者均形成在侧壁152的外表面152A上。底座12还包括形成在侧壁152顶部上的小凹部21A。盖子14包括侧壁153(图42中只示出其中一个)，在该侧壁内形成槽口154B和155B，该槽口在盖子14固定于底座12顶部上时，该槽口分别与底座12的槽口154A和155A准直。侧壁153还包括类似于底座12的沟槽156和157的槽或沟槽。
支承部件150A包括一对肩部或支承翼158以及其间的连接壁160，大体形成如图44A和44B所示的I字梁。例示实施例的支承部件150A还包括开孔159以及大体向上伸入壁160的切口区域161。支承部件150B包括一对肩部或支承翼162以及其间的连接壁163，也形成一种大体如图45A、45B和45C所示的I字梁。在例示实施例中，壁163包括细长的整体外壳164，该外壳具有向上延伸的切口区域165。
如图46所示，在使用时，将支承部件150A插入到盖子的槽口154A内，这样肩部158便啮合沟槽156。在此位置时，连接壁160配置在底座12主体的内部，大体垂直于侧壁152。对于电路断路器10的内部构件，支承部件150A在例示实施例中配置在熄弧组件34和齿槽电机组件32之间。在此位置时，切口区域161形成的间隙有助于使电弧(由触头造成的)转向熄弧组件34的消弧栅46，以便驱散电弧，而壁160起屏蔽件的作用，用于保护电路断路器10的内部操作部件(如图46所示，这些部件位于支承部件150A的左侧)不受到电弧或高温气体的损伤。切口区域161还确保活动触头臂50在其要求的整个运动范围内具有足够的活动空间。开孔159形成插入的消弧栅46的上部电弧导板48A的活动间隙。
如图46所示，支承部件150B插入底座12的槽口155A，由此肩部162啮合沟槽157。这样，连接壁163便位于底座12主体内，大体垂直于侧壁152。相对于电路断路器10的其它内部构件，支承部件150在例示实施例中，配置在齿槽电机组件32和侧板84之间。在此位置，切口区域165形成活动触头臂50在其要求的运动范围内的活动间隙。细长的外壳164用于填满齿槽电机组件32和侧板84之间的闲着的空间，并与壁163的其余部分配合，形成一个屏蔽件，用于保护电路断路器10的内部操作部件(如图46所示，这些部件位于支承部件150B的右侧)不受到因触头分开可能造成的电弧和/或高温气体的损坏。
然后将盖子14放在底座12的顶上，并将支承部件150A、150B的顶部分别插入槽口154B和155B，如图1所示，使肩部158和162啮合其相应的槽口。这样配置后，各个支承部件150A和150B的I字梁特性可以制止或进一步限制侧壁152和153由于在高电流中断期间(触头52和56打开)产生的气体使电路断路器10内的压力增大这样的情况下产生的分离。另外，肩部158和162作成适当的尺寸，并用适当的材料制作，使得支承件150A和150B也可以使电路断路器10排气，从而降低其中压力。在电路断路器10达到特别的阈值压力时，肩部158和162的外边缘将稍微向外“扇动”(偏离槽口)，从而可以通过槽口154A、154B、155A和155B向外排气，而在同时可以保持侧壁152和153在恒定的分开距离或保持在近乎恒定的分开距离。靠近肩部158和162的连接壁160和163的宽度可以分别进行选择，使得不管在槽中是否存在这些部分均可以通过槽口进行这种排气。开口21(图1)也形成另一种排气，该开口21形成在底座的凹部21A和盖子14侧壁153的底部之间的相接面上，开口21应当足够小，并适当地作成可以基本上防止外物进入到盒子内。
虽然在例示实施例中，利用两个支承部件150A和150B，但是当然也可利用其它的这种支承机构的部件。另外，一个或多个这种支承部件的准确配置最好通过分析具体电路断路器底座和盖子上的应力状态试验确定。在一个实施例中，支承部件150A和150B用包括份额8800(quantum 8800)(60％的增强玻璃纤维)的模制材料构成。
下面参考47A和47B，图中示出本发明的绝缘屏蔽件或档板500。档板或屏蔽件500包括垂直壁502，该壁的侧部具有沟槽或槽504。整体连接于壁502的是肩部506，在该肩部上形成圆形帽508。在该帽508的顶部形成开孔509，并且在肩部506的下侧面也形成开孔510，由此在其间形成一个圆筒形的腔。在一个实施例中，档板用热固塑料整体模制。
下面还参考图48和49，图48是侧视图，图中示出电路断路器10的去掉熄弧组件34的内部部件。进线端子29连接于自固定接线座295。在图49中，档板500配置在该接线座295的上面，而帽子508位于螺钉488的顶部并包围该螺钉，使得螺钉488至少可以局部插入到开孔510中。档板500的垂直壁502沿接线座295的通常面对熄弧组件34的侧面配置。
下面还参考图50，图中示出档板500与底座12和盖子14的相对位置(为清楚起见，图中没有示出其它电路断路器部件包括接线座295)。当在电路断路器10中应用档板500时，可将它垂直滑入到底座12中，使得槽504啮合垂直延伸的突出部514，该突出部形成在侧壁152的内表面152B上(还见图43)。这种啮合基本上可以制止档板500相对于底座12的任何侧向运动，并使垂直壁502可以在底座12的侧壁152之间以靠近其边缘没有任何间隙的方式垂直延伸。当然可以在底座12上适当配置突出部或轨道514，使得完全插入的档板500可正确地对准连接于进线端子29的接线座295。当将盖子14固定于底座12时，一部分盖子14靠近帽508的顶部并位于该顶部上面，这样也可以基本上制止档板500相对于底座12的垂直运动。另外，盖子14的孔20中的一个孔对准档板500的开孔509，因此可将工具例如螺丝刀从外面插入帽508的腔内，从而可适当拧动接线座295的螺钉488(图29)，由此可拧紧和松开进线端子29与外部导线的连接。
在电路断路器10中按上述方式定位后，档板500形成一个绝缘屏蔽板，可以有效地防止接线座295受到电路断路器10中特别在高电流中断期间产生的电弧和/或高温气体的破坏。
下面参考图51-54，图中示出常规多线接线耳组件360，该组件用作为电路断路器10的附件，使得可以从中引出一个以上的导线，组件360包括主体362，该主体上具有许多以阶梯形状排列的接线耳364。组件360还包括前壁365，从该前壁上突出适当形状的连接部分366，该部分可插入底座12的负载导线开口26内(见图1)，并可以通过固定装置例如自固定接线座295固定于电路断路器10的负载端子28。图中还示出本发明的接线耳的绝缘件370。绝缘件370包括由两个基本上平行的板374以及其间的壁376(图52)组成。绝缘件370靠近其前部还包括整体的锁定条或锁定件378，该锁定件具有形成开孔380的两个垂直侧板379和其间的水平板381，该孔的尺寸和结构作成可以将接线耳组件360的连接部分366插入其中。在例示实施例中，各个板374包括锥形部分382、前部分383以及配置在内部的突出部384(图中仅示出一个)。在优选实施例中，绝缘件用热塑性材料制作。
如图53所示，在连接于电路断路器之前，接线耳组件最好先装在接线耳的绝缘件370上，使主体362配置在板374之间，并使连接件366穿过锁定件378的开孔380，直至前壁365碰到锁定件378的板379和381。如此配置后，接线耳组件360的顶表面363便与板374的突出部384的底部对接。这种对接以及与绝缘件370的壁376(图52)和锁定件378的水平板381的对接有助于使接线耳组件360固定于接线耳的绝缘件370并防止在其间的垂直分开。在进行上述组装后，便可将接线耳组件360的连接件366以正常方式插入到电路断路器10底座12上的负载导线开口26(如图54所示)中，并通过固定装置例如接线座295(未示出)固定于负载端子28。应注意到板374的前部分383与底座12的外表面对接，由此增强了连接的稳定性。一旦连接件366固定于负载端子28，绝缘件370便锁定就位而不能取下来(拉出来)，因为其锁定件378和接线耳组件360的前壁365之间发生接触。
接线耳绝缘件370形成多线接线耳组件360的电绝缘。尽管具有这种保护绝缘性，但是接线耳的绝缘件370仍使得接线耳组件360的接线耳364容易操作。具体是，板374的锥形部分382符合接线耳364的阶梯形结构，所以均可以很方便地操作所有接线耳。
虽然已说明本发明的具有某种程度特殊性的优选实施例，但是对形式和细节可以进行各种改变而不会超出如权利要求书确定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种电路断路器，包括盒子；在上述盒子内的可以分开的主触头；在上述盒子内的可连接于上述可分开主触头的操作机构，上述操作机构包括支架，该支架在万一发生跳闸操作时，可以从第一位置转到第二位置，上述支架具有开孔，该开孔具有较小的切口部分和较大的切口部分，上述操作机构还包括配置在上述盒子内的轴销，上述轴销可穿过上述较大切口部分，然后设置在上述较小切口部分内，以便使上述支架转动。
2.如权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，上述轴销包括约在轴销长度中间的内部台阶部分，上述内部台阶部分配置在上述较小切口部分内。
3.如权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，上述轴销适合在上述盒子内转动。
4.如权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，上述轴销与上述较小切口部分的上述配置，使得上述支架可以独立地在上述轴销上转动。
5.如权利要求4所述的电路断路器，其特征在于，上述轴销适合于在上述盒子内转动。
6.如权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，上述操作机构还包括具有弹力的弹簧，该弹簧作用在上述支架上，趋向于使上述轴销与上述较小切口部分保持上述配置。
7.如权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，上述支架包括凹部；上述操作机构还包括止动杆，该止动杆配置在上述盒子内并被配置成接触上述凹部，从而防止上述支架的显著运动，这种显著运动将会使上述轴销脱离上述较小切口部分。
全文摘要
电路断路器包括盒子、配置在盒子内的可分开的主触头和操作机构,该操作机构配置在盒子内,与该触头相互连接。操作机构包括支架,该支架在万一发生跳闸操作时,可以从第一位置转到第二位置。该支架具有孔,该孔具有较小切口部分和较大切口部分。操作机构还包括配置在上述盒子内的轴销。该轴销可以穿过较大切口部分,然后配置在较小切口部分内。
文档编号H01H69/00GK1371526SQ00812104
公开日2002年9月25日 申请日期2000年8月24日 优先权日1999年8月27日
发明者L·古拉 申请人:伊顿公司