专利名称：用于断路器的跳闸横杆和跳闸电枢组件的改进的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及断路器，尤其是涉及操纵断路器的跳闸机构所需的跳闸横杆和跳闸电枢组件。
背景技术：
断路器是公知的，通常用于当发生不希望的过流状况时使电路自动断开，以便监控电路。这些过量电流状况包括但不是限于过载状态、接地故障和短路状态。电流中断通常通过使安装在活动闸刀上的活动触头与安装在静止臂或闸刀上的静止触头分离而实现。跳闸机构是驱动跳闸动作的部件，通常利用弹簧偏压锁闩机构来推动活动闸刀，从而使活动触头离开静止触头。
跳闸机构的一个部件是跳闸横杆，该跳闸横杆用作驱动闸刀机构的装置，该闸刀机构自动将活动闸刀移动到断开位置。跳闸横杆通常安装在直接或间接与断路器壳体连接的构架上。例如，在现有技术的断路器中，跳闸横杆必须首先铆接在锁闩上，且只有这时才能将该跳闸横杆安装在支承装置上。一旦安装在支承装置上，跳闸横杆由支承销可旋转地支承，该支承销通过支承装置和开关机构的侧板而保持就位。因此需要改进断路器的设计，使该断路器所需零件更少，更易于装配，且设计紧凑。给定该跳闸横杆在断路器的位置，该跳闸横杆的结构可能对断路器的其它部件怎样装配有影响，且还影响其它部件的形状和尺寸。尤其是，在断路器内需要一个空间，以装配断路器各个部件，而跳闸横杆成为阻碍。
因此，本发明的目的是通过使跳闸横杆在采用从顶向下装配的方法时是最后装配的部件，从而使断路器易于装配。
用于断路器中的一种跳闸机构是热跳闸单元。当电流达到预定值并持续一定时间时，将激发跳闸单元，该预定值通常基于额定电流的某一百分数。跳闸单元使电流经过一双金属板片并因此加热一双金属板片，从而使该双金属板片弯曲。结果，这时弯曲的双金属板片接触并致动跳闸横杆。电流也流过磁性跳闸电枢，导致磁性跳闸电枢旋转而与磁极接合，致动该跳闸横杆。当致动跳闸横杆时，跳闸横杆使锁闩机构旋转，从而使活动闸刀离开静止触头。结果是使该断路器处于跳闸位置，从而断开电路。不过，磁性跳闸电枢与电枢支承框架的连接方式的改进将能够发展更小、更高效和更经济的断路器。
因此，本发明的另一目的是提供一种磁性跳闸电枢，该磁性跳闸电枢能够容易并简单地连接到电枢复位弹簧以及电枢支承框架上。这可以通过使磁性跳闸电枢卡入电枢支承框架和通过在所有方向上都由电枢复位弹簧保持固定以及利用从顶向下装配的方法而实现，在该从顶向下装配的方法中，后面的装配可以使得其他零件在不干涉的情况下布置在断路器中。
发明内容
简而言之，根据前述，提供了一种用于在检测到过高电流或温度时中断电流的断路器，该断路器包括壳体、跳闸电枢板、跳闸电枢框架和偏压弹簧。跳闸电枢板具有至少两个在相对边缘处横向伸出的枢转凸片，该凸片分别插入枢转细长槽和枢转孔中，该枢转细长槽位于跳闸电枢框架的开口端处，而枢转孔位于跳闸电枢框架的相对端处。偏压弹簧用于将枢转凸片固定在该枢转细长槽和该枢转孔中，并用于推动跳闸电枢板远离跳闸电枢框架向外绕枢转凸片枢转。
此外，在断路器中设置有跳闸横杆。该跳闸横杆可以选择性地具有两个指状件，这两指状件用于与选定的断路器附件啮合，并不对称地定位，以便使附件有互换性。在从顶向下的装配过程中，跳闸横杆是装配到断路器中的最后的部件，以便使其它部件能很容易地安装，该其它部件包括跳闸电枢框架和跳闸电枢板。跳闸横杆的连接位置是在中心位置，以用于使跳闸横杆可以由中间、左侧或右侧的双金属板片来致动。
附图中图1是实施本发明的断路器的横剖图，表示处于闭合位置；
图2是图1的断路器的横剖图，表示处于断开位置；图3是图1的断路器的横剖图，表示处于冲击断开(blown-open)位置；图4是图1的断路器的横剖图，表示处于跳闸位置；图5是图1的断路器中的跳闸横杆组件的分解透视图；以及图6是表示磁性跳闸电枢组件部分的透视图。
具体实施例方式
下面将参考附图，首先参考图1、2、3和4，它们分别示出处于“闭合”、“断开”、“冲击断开”和跳闸位置的断路器1。断路器1通常包括跳闸机构3、操纵机构5、闸刀机构7和灭弧机构9。
更具体的说，当断路器1处于“闭合”位置时，如图1所示，安装在闸刀13上的活动触头11与静止触头15啮合，该闸刀13又作为闸刀机构7的一部分。在活动触头11和静止触头15之间形成的连接使得与该断路器1相连的电气系统正常工作。手柄17是操纵机构5的一部分，并从断路器壳体中凸出，以便人工重新设置该断路器1。手柄17也起到对该断路器1的状态进行视觉指示的作用。在“闭合”位置，见图1，手柄17被示出处于手柄槽的闭合边缘19处，这是在手柄槽的逆时针方向端，如图1所示。还有，作为跳闸机构3的一部分的跳闸横杆21如图所示处于未跳闸位置，其指状件47的长表面水平定位。
“断开”位置是手工控制的位置，该位置使得断路器的操作者能通过使活动触头11与静止触头15分离而中断电流。操作者使手柄17运动到顺时针的最大位置，如图2所示。在该位置，闸刀13顺时针方向摆动，这样，活动触头11与静止触头15分离开。跳闸横杆21仍然没有改变其闭合位置。
在“冲击断开”位置，如图3所示，比预定的可接受界限值高某一百分数(即35％)的更高电流将产生足以克服预加在闸刀13上的力的电磁力。这使得闸刀13横过灭弧机构9摆动而到达闸刀13的顺时针方向最大位置。在该位置处，闸刀壳体22和跳闸横杆21保持在与“闭合”和“断开”位置相同的位置。同样，手柄17保持在与“闭合”位置相同的位置。
“跳闸”位置是由于在一定期间内存在比断路器1的指定电流更高的电流而引起的。断路器1长时间受到高电流将致动跳闸机构3，如图4所示，使得闸刀13和闸刀壳体22横过灭弧机构9沿顺时针方向摆动，如图4所示，从而中断电流。手柄17保持在“闭合”和“断开”位置之间的中间位置，这时，操作者必须通过在将手柄17移动到“闭合”位置之前先将手柄17移动到“断开”位置来重新设置该断路器1。在该位置，跳闸横杆21如图所示处于其被致动状态。
本发明的一个方面是跳闸横杆21，该跳闸横杆21在图5中更清楚地示出。跳闸横杆21是分成三段的模制塑料件，这三段结合成一个单件。中间段23起到在左侧段25和右侧段27之间的桥梁的作用，并通过半圆形的杆29而与各段连接。中间段23通常模制成矩形立方体形状，并带有将在后面描述的各种切口和凹槽。中间段23在长尺寸和窄尺寸二者的中心并沿着顶表面具有钻通的埋头孔。通过将螺钉31穿过中间段23的埋头孔插入并将该螺钉31拧入锁栓的螺纹孔中，从而用螺钉31将跳闸横杆21固定在锁栓33上。
在跳闸横杆21的中间段23的底部切出两个相同的锁栓槽35，从而使锁栓主体37与该中间段23相互配合。特别是，中间段23的锁栓槽35套在锁栓主体37的配合壁上。在中间段23的底部，还切出两个主要的圆槽，以容纳弯曲的垂直构架端头39，并还切出两个较小的圆槽，以容纳支承销42的销钉端头41。塑料紧接着半圆形杆42而模制到中间段23上，以便包围靠近构架43的弯曲端头39的大部分金属区域。此外，形成于中间段23两侧的半圆形杆29起到锁的作用，以防止支承销42从框架43中滑出。
尽管跳闸横杆21能够绕支承销42旋转，但是止动片45形成于中间段23的左侧，以与从弯曲构架端头39连续伸出的构架43的平金属边缘接合。另外，止动片45也可以形成于中间段23的右侧。
段25和27形状相同，具有总体V形剖面，并在整个段的长度上连续。指状件47形成于每段25和27的底面上，以用于驱动闸刀机构7。每个指状件47具有L形剖面，且致动侧49比指状件连接侧51长。段27在指状件47一侧与中间段23连接，而段27在与指状件47所处相反的一侧与中间段23连接，从而使跳闸横杆21具有不对称的形状。当在断路器1中产生足量的热时，即温度超过能认为该断路器1正常工作的预定界限温度时，双金属板片(未示出)弯曲，并接合跳闸横杆21而使该跳闸横杆21枢转。操纵机构5和闸刀机构7都受到逆时针方向稍微转动的跳闸横杆21的枢转运动的影响，如图4所示。手柄17呈现出“跳闸”位置，而活动触头11与静止触头15分离，从而中断由断路器1控制的电气系统中的电流。
采用从顶向下的装配方法，跳闸横杆21是将安装的最后部件，它只需要用一个螺钉31固定在锁闩33上，该锁闩33可以利用支承销42而预先装配到构架43上。因为跳闸横杆21是将安装的最后部件，当需要在紧凑的空间中进行装配时，本发明使其它部件能够安装。这在尺寸相对较小的断路器的装配中尤其有用。跳闸横杆21的尺寸和形状使它在所有部件安装后能够很容易地插入，并通过使用简单的工具例如螺丝刀，就可以利用螺钉31而将它牢固安装在构架43上。此外，通过简化该装配方法，便于进行自动装配。
本发明的另一方面涉及跳闸机构3，尤其是涉及它的一个部件，即磁性跳闸电枢53，该磁性跳闸电枢如图6所示。该跳闸电枢53在三个位置处与电枢框架55连接，这可以采用容易装配和固定的方法。第一连接位置是枢转凸起57，该枢转凸起57位于跳闸电枢53的枢转侧59上。尽管枢转凸起57限制了枢转侧59的平动，但是它允许跳闸电枢53转动。凸起57的尺寸足够小，以便使它能够插入电枢框架55中相配枢转孔63中。矩形止动凸起65的位置紧靠枢转凸起57，该矩形止动凸起65抵靠电枢框架55的止动表面67，以防止跳闸电枢53顺时针方向转动。
第二连接位置是约束凸起69，该约束凸起69位于跳闸电枢53上与枢转凸起57相对，且它的尺寸和形状与枢转凸起57类似。在装配过程中，该约束凸起69滑入电枢框架55上的电枢槽71中，以便限制跳闸电枢53在水平方向和向下方向平动而远离复位弹簧73。
第三连接位置由弹簧臂75提供，该弹簧臂75具有靠近约束凸起69的第一端77，且该弹簧臂75离开跳闸电枢53的主体而向上延伸成倒L形形状。形成倒L形形状的较短底端的第二端79在最远离跳闸电枢53主体的一侧上具有一个较小的弹簧凹槽81，以用于容纳复位弹簧73。将复位弹簧73的一端钩入弹簧凹槽81中可以防止跳闸电枢53滑出电枢槽71，同时允许该跳闸电枢53在需要时通过跳闸机构3而旋转。
当电流高于断路器1的预定电流水平且该电流强度保持预定时间时，产生电磁力，而使得磁极(未示出)吸引主电枢表面83，导致它沿图1所示的逆时针方向旋转。电磁力足够强，以克服由跳闸电枢53上的复位弹簧73所施加的力，从而使弹簧臂75与跳闸横杆21啮合，跳闸横杆21又致动操纵机构5和闸刀机构7。结果是手柄17响应成运动到“跳闸”位置，且活动触头11与静止触头15分离，由此中断电流。
尽管已经图示和描述了本发明的特殊实施例的用途，但是应当知道，本发明并不局限于这里所述的精确结构和组成，在未脱离本发明的精神和范围的情况下，显然可以对在此的部件进行各种改进、改变和变化，本发明的范围和精神由附加的权利要求确定。
权利要求
1.一种用于在检测到过大电流或温度时中断电流的断路器，包括壳体；跳闸电枢板，该跳闸电枢板具有至少两个在相对边缘处横向伸出的枢转凸片；跳闸电枢框架，该跳闸电枢框架具有在开口端的枢转细长槽和在相对端的枢转孔，用于保持所述枢转凸片；以及偏压弹簧，其用于将所述枢转凸片固定在所述枢转细长槽和枢转孔中，并用于推动所述跳闸电枢板远离所述跳闸电枢框架向外绕所述凸片枢转。
2.如权利要求1所述的断路器，还包括断路器跳闸机构，以及跳闸横杆，该跳闸横杆具有一个位于中心位置的固定位置，用于通过与所述横杆的任何部分接触而进行跳闸运动，并用于使所述横杆成为最后装配的部件。
3.如权利要求2所述的断路器，还包括至少一个可选的断路器附件；以及跳闸横杆，该跳闸横杆具有至少两个指状件，用于与所述附件啮合，所述指状件不对称定位，以使所述附件有互换性。
4.一种用于在检测到过大电流或温度时中断电流的断路器，包括壳体；断路器跳闸机构，以及跳闸横杆，该跳闸横杆具有一个位于中心位置的固定位置，用于通过与所述横杆的任何部分接触而进行跳闸运动，以及用于使所述横杆成为最后装配的部件。
5.如权利要求4所述的断路器，还包括至少一个可选的断路器附件；以及跳闸横杆，该跳闸横杆具有至少两个指状件，用于与所述附件啮合，所述指状件不对称布置，以便使所述附件有互换性。
6.一种通过从顶向下装配而将断路器部件装配到断路器壳体内的方法，包括将跳闸电枢框架插入所述壳体，所述电枢框架具有在开口端处的枢转细长槽和在相对端处的枢转孔；插入跳闸电枢板，该跳闸电枢板具有在相对边缘处横向伸出的枢转凸片，所述枢转凸片可与所述枢转槽和枢转孔重合；将所述枢转凸片放置在所述枢转槽和枢转孔中；以及将偏压弹簧安装在所述电枢框架和所述电枢板之间，以便将所述枢转凸片固定在所述枢转槽和枢转孔中，并推动所述电枢板远离所述电枢框架向外绕所述凸片枢转。
7.如权利要求6所述的装配断路器部件的方法，还包括将断路器跳闸机构插入所述壳体；将作为最后部件的跳闸横杆插入所述壳体；以及将所述横杆固定到所述壳体内的所述跳闸机构上。
8.如权利要求7所述的装配断路器部件的方法，其中，仅在一个居中定位的位置处将所述横杆固定到所述跳闸机构上。
9.一种利用从顶向下装配而装配断路器部件的方法，包括将断路器跳闸机构插入所述壳体；将作为最后部件的跳闸横杆插入所述壳体；以及将所述横杆安装在所述壳体内的所述跳闸机构上。
10.如权利要求9所述的装配断路器部件的方法，其中，仅在一个居中定位的位置处将所述横杆固定到所述跳闸机构上。
全文摘要
本发明提供了一种用于在检测到过大电流或温度时中断电流的断路器，包括壳体、跳闸电枢板、跳闸电枢框架和偏压弹簧。跳闸电枢板具有至少两个在相对边缘处横向伸出的枢转凸片，该凸片分别插入枢转细长槽和枢转孔，枢转细长槽位于跳闸电枢框架的开口端，枢转孔位于跳闸电枢框架的相对端。偏压弹簧用于将枢转凸片固定在枢转细长槽和枢转孔中，并用于推动跳闸电枢板远离跳闸电枢框架向外绕枢转凸片枢转。断路器还包括跳闸横杆，其具有至少两个指状件，该指状件用于与可选断路器附件啮合，并不对称定位，以使附件有互换性。在从顶向下的装配过程中，跳闸横杆是最后装配到断路器中的部件，以使其它部件容易安装，其它部件包括跳闸电枢框架和跳闸电枢板。
文档编号H01H71/02GK1409344SQ02142418
公开日2003年4月9日 申请日期2002年9月17日 优先权日2001年9月19日
发明者罗德尼·拉伯, 贾森·科尔希, 小詹姆斯·蒂普顿 申请人:施耐德电器工业公司