专利名称：用于热脱扣器的调整装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于开关装置的热脱扣器的调整装置，该调整装置具有一个位置固定地保持在一个双金属支架上的双金属。在此，所述开关装置可以理解为机械的或电的开关装置、尤其是线路保护开关、断路器、继电器、接触器或类似装置。
这样一种开关装置用于将电路与一个供电网连接起来以及当电流超过一个给定值时手动或自动地使该电路与供电网断开。例如一个线路保护开关用于保护在一些装备和设备中的线路，避免过载和短路。在一个可通过过电流保护机构断开的电网中，这样一个开关装置在故障情况下可附加地防止过高的接触电压存在下去。
在所述开关装置或保护开关接通时，一个蓄能器、例如一根弹簧作为机械开关机构或开关锁的构件被压缩，它在断开过程中被释放并操纵所述开关。在此，所述开关装置包括一个通常为带条状的双金属形式的热脱扣器，它根据过载时间延迟地释放。该释放过程通过由双金属带导送的过电流使该双金属带产生热变形来进行。
为此，所述双金属带对一个与其自由端间隔一个间距相对置且与所述开关锁机械地相耦联的断开杠杆进行加载。因此，通过该杠杆所述双金属带释放该开关锁，而该开关锁的蓄能器断开一个移动触头或动触头，使该动触头从一个静触头上抬起。此外，所述开关装置一般还包括一个非延迟释放的用于大冲击电流或短路电流的磁或电磁脱扣器。
可以将所述双金属的自由端与断开杠杆之间的间距设计成可调整的，为此通常设有一个调整螺栓。例如由DE 1 904 731 Al和EP 0 143 981Al以及EP 0 412 953 A3已知一种采用一个这样的调整螺栓来调节所述双金属的开关装置。但是采用这种调整螺栓涉及到相应增加制造和加工费用的问题。
因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于开关装置、尤其是用于线路保护开关的特别经济且可以方便地调整的调整装置。
按照本发明上述技术问题通过权利要求1所述特征得以解决。本发明的有利的扩展设计分别是各从属权利要求的所述内容。
通过本发明实现的优点尤其在于，通过支承所述双金属的一个双金属支架的适当结构和布置有针对性地使该双金属支架变形并由此能够实现一种用于开关装置的热脱扣器的简单且经济的、必要时可自动调整的调整装置。在此，所述双金属的自由端相对于断开杠杆的间距一方面可通过变形、尤其是通过扭转所述操纵腿段或支撑腿段(必要时借助于一个工具)来进行调整，另一方面可通过在由于壳体老化引起壳体收缩时使所述双金属支架自动弯曲来遵守。
在有利的结构中所述双金属支架具有一个平行于双金属延伸并与其接触端相连接的支撑腿段，该支撑腿段具有一个固定端作为不变的固定点。在该优选的弯曲成阶梯形的支撑腿段上一端连接一个起到调整范围作用的操纵腿段而另一端通过一个弯折部位连接双金属支架的一个至少近似U形的固定腿段。该支撑腿段的阶梯形轮廓能够达到通过同一个双金属支架支撑一些不同长度的、尤其是也可以间接加热的双金属。由此可以明显减少对于不同开关装置类型必须提前制备的各种热脱扣器的数量并在总体上保持较少的数量。
调整所述双金属相对于断开杠杆的间距和由此调整所述热脱扣器的过程是有目的地通过扭转垂直于所述支撑腿段延伸的且起到调整双金属支架摆动范围的操纵腿段来进行。为此，所述操纵腿段有利地设计成孔板形。此时，在该操纵腿段上设置一些通孔、最好是圆形钻孔。
所述双金属支架的操纵腿段可以定位在一个位置固定的也起到旋转孔作用的壳体孔或壳体轮廓中。为此，所述操纵腿段符合调整目的地定位在所述双金属的自由端处。也可以选择将所述双金属支架设计为套圈形，此时，该操纵腿段的端部支承在该双金属支架上。在这个实施例中优选在该双金属支架的套圈顶端处构成一个给定弯曲部位。
这种用于调整双金属的机构能够实现一种可精细调节且准确地校正所述热脱扣器的功能，在该机构中支撑所述双金属的双金属支架通过两个固定点支承在固定壳体上，其中一个固定的固定点保证为该双金属以及相关热脱扣器提供一个刚性支承，而另一个固定点包括用于通过变形调整该双金属的调整机构。
所述开关装置具有一个由尿素和/或三聚氰胺树脂模塑材料制成的壳体。属于热固性塑料族的尿素或三聚氰胺树脂特别适用于成本低廉的批量生产。
下面借助附图详细地阐述本发明的实施方式。附图中
图1和图2以正视图和立体图示出一个最终装配在一个开关装置中的具有一个调整装置的热脱扣器，该调整装置具有可扭转的双金属支架，该双金属支架带有短的双金属，图3和图4以对应于图1和2的视图示出带有长的双金属的调整装置，图5a至图5d示出按照图1至4的调整装置的一个操纵腿段的不同几何形状，图6和图7以侧视图和立体图示出具有另一种可变形的双金属支架的调整装置，图8至图11以剖视图示出所述调整装置的变形机构的不同设计方案，图12和图13以正视图和立体图示出一个最终装配在一个开关装置中的的热脱扣器，其具有另一种调整装置，该调整装置具有一个用于带有短的双金属带的双金属支架的调整机构。
相互对应的构件在所有视图中以相同的附图标记标注。
图1至图4以截取局部的方式示出一个开关装置1在揭开壳体2的壳盖件时的状况，从其中可看到一个可调整的热脱扣器的主要部件。该热脱扣器包括一个双金属带3，其接触端3a与一个双金属支架4材料相连地(stoffschlüssig)连接并由此保持位置固定。该双金属支架4与一个用于电流通过开关装置1的连接端子5导电连接。
所述双金属3的自由端3b、即，双金属的顶端与所述断开杠杆6间隔一个间距地相对置，该断开杠杆与一个未详细示出的开关机构或开关锁以本身已公知的方式和方法耦联。所述双金属的顶端3b与断开杠杆6之间的间距A可以通过使所述双金属支架4弯曲或变形进行调整。
所述双金属支架4经多次弯转或弯曲并且附加地构成阶梯形。此时，所述双金属3可以通过其接触端3a固定在每个台阶S1，S2上并由此固定在该双金属支架4的不同位置或连接部位上。由此不仅可以将如图1和图2所示的一个短的双金属3而且可以将如图3和4所示的一个相对较长的可以设计成可间接加热的双金属3固定或安置在同一个双金属支架4上。因此，可以针对不同的电流强度在最优化地节省材料的情况下设计热脱扣器。
所述双金属支架4具有一个操纵腿段4a和一个与该操纵腿段4垂直的、即与之至少近似于成直角相交地延伸的支撑腿段4b。所述双金属3的接触端3a与该支撑腿段4b材料相连地连接。该支撑腿段4b在一个弯曲部位8过渡到一个固定腿段4c，该固定腿段本身弯曲成大约U形。通过该固定腿段4c，所述双金属支架4通过相应的壳体结构或轮廓9定位在所述壳体2中并通过一个连接螺栓11夹紧固定。此时，所述支撑腿段4b至少在其腿长的一部分上无顶靠地位于该壳体2中。在台阶S1和S2处在该支撑腿段4b上设置一些折边12，使得能够在要求具备较高的形状稳定性和足够的支撑刚度的情况下使用一种相对薄的板材来制造所述双金属支架4。
位于双金属3的自由端3b处且在那里向外指向的双金属支架4的操纵腿段4a以其端部保持定位在一个壳体孔或壳体轮廓13中并支承在那里。该操纵腿段4a设计成可变形的。在此，为了调整双金属并由此调整双金属3的自由端3b与断开杠杆6之间的间距A借助于一个未示出的操作工具扭转所述双金属支架4的操纵腿段4a并由此使双金属支架4弯曲或变形。由此为了调整该间距A相应地改变了该双金属3的位置。
因此，在扭转所述操纵腿段4a时使所述双金属3旋转并进而使其自由端或双金属的顶端3b向断开方向D旋转。在此，所述调整装置主要由所述双金属支架4的被定位的操纵腿段4a连同固定在其上的双金属3构成。
图5a至5d示出所述双金属支架4的操纵腿段4a的不同的几何形状。按照图5c所示的T形结构的操纵腿段4a原则上可以由完整材料构成，符合调整目的地沿着腿的纵轴线14在操纵腿段4a中亦既在双金属支架4的调整区设置一些通孔23。这些通孔23可以按照图5b和5d所示设计成长孔或矩形孔。但是有利的是设计成一些按照图5a所示的圆形钻孔。因为采用这种几何形状可以实现操纵腿段4a的旋转角与长度变化之间的一个特别有利的关系。由此最大程度地达到所期望的目的，即，以相当大的旋转角和小的长度变化实现灵敏且精确的调整。
在按照图6和图7所示的调整装置的实施例中，所述操纵腿段4a设有一个鼻形的轮廓15，它可以沿着一个弧形的壳体轮廓亦既位置固定的接触轮廓16被导向。在该实施例中，通过使所述操纵腿段4a在箭头17所示的方向上弯曲达到调整亦既调整所述间距A的的目的。在此，当该操纵腿段4a通过所述鼻形的轮廓15沿着弧形的位置固定的接触轮廓16在箭头18所示的方向上滑动时该操纵腿段4a运动，使得所述双金属的顶端3b再次在断开方向D上运动。在此用箭头17象征性表示的该操纵腿段4a的运动行程的长度取决于弧形的位置固定的接触轮廓16的坡度。
在按照图8和图9所示的双金属支架4的实施方式中，所述操纵腿段4a仍然向内弯曲并且在此仍然是在形成一个第一弯转/弯曲部位19’的情况下弯曲。该弯转/弯曲部位19’与弯曲部位8一样通过在所述双金属支架4的板材上钻孔或冲孔制成。所述操纵腿段4a以其自由端在一个起到转动轮廓作用的壳体凹槽或转动孔20中被导引，该转动孔设置在一个相应的被定位的壳体轮廓中，该壳体轮廓是相宜的一个拱形壳体结构21的形式。用于调整双金属的操作工具作用于这个位于转动孔20内部的操纵腿段4a的自由端。
在这个实施方式中，也通过在所示双箭头22方向上转动或扭转所述操纵腿段4a再次使双金属支架4弯曲或变形，从而改变双金属3的位置以用于调整间距A。其中在图8所示的实施例中，操纵腿段4a围绕一个垂直于图面延伸的轴线卷绕式地转动。
在图9所示的实施例中，使操纵腿段4a围绕着其腿的横轴扭转。此时，保持或定位在所述第一弯转/弯曲部位19’处以及自由端的操纵腿段4a可以通过一个叉形转动工具或操作工具24转动或扭转，为此将工具插到转动孔或调整孔20中并沿箭头方向22转动。在这里当操纵腿段4a沿所示箭头方向22转动时双金属3的顶端或自由端3b仍然在断开方向D上转动并由此实现对双金属的调整。在这两个实施例中，所述调整装置主要由双金属支架4连同固定在其上的双金属3和起到调整轮廓作用的在壳体结构附件21中的转动孔20构成。
在图10所示的热脱扣器的实施例中，通过使双金属支架4的操纵腿段4a在表示变形的箭头22’的方向上弯曲来达到调整双金属3的目的。此时，该操纵腿段4a的自由端4a’保持固定在一个壳体孔20’中，使得操纵腿段4a的中间区段4a”可以向外或向内弯曲。在此当操纵腿段4a在所示箭头方向22’上变形时，双金属3的顶端或自由端3b再次在断开方向D上运动并由此对双金属进行调整。
此外，图11示出另一个实施例，其中，双金属支架4的支撑腿段4b在制成一个套圈的情况下围绕着一个壳体轮廓25被导向。在此，在双金属支架4的套圈顶部26的区域内设置一个给定弯曲部位27。在这个实施例中，操纵腿段4a以端部顶靠在支撑腿段4b与固定腿段4c之间的过渡区域中以及同时靠近双金属支架4的弯曲部位8并支承在那里。通过使操纵腿段4a围绕着给定弯曲部位27在箭头方向22”上转动或弯曲仍然使双金属3的顶端或自由端3b在断开方向D上转动并由此对双金属进行调整。
图12和图13示出热脱扣器的另一个实施方式，它与图1和图2所示的热脱扣器的实施方式的区别在于，一方面，使用了一个调整螺栓形式或也可以选择阶梯式定位的插销形式或类似形式的调整机构28；另一方面，基本上垂直于该调整机构设置可由该调整机构28调整的操纵腿段4a。此外，所述双金属支架4在图12和图13所示的实施方式中与图1和图2所示实施方式相反，借助于一个有利于弯曲的钻孔/冲孔29在所述第一弯转/弯曲部位19’上向外弯曲。接着在形成第二个通过钻孔/冲孔29制孔的弯转/弯曲部位19”的情况下弯曲该双金属支架4。所述弯曲部位8以与弯转/弯曲部位19’，19”相同的方式构成。
在双金属支架4的其他部段中，同样在支撑腿段4b的台阶S1和S2处设置一些折边12，使得能够在要求具备较高的形状稳定性和足够的支撑刚度的情况下使用一种相对薄的板材来制造所述双金属支架4。折边12和配有钻孔/冲孔29的弯转/弯曲部位8或19’，19”可以根据所期望的双金属支架4的作用方式有针对性地设置，这些作用方式例如指局部地增加刚度或在给定弯曲部位上以纵向弯曲的形式自动跟踪调整。
在图9和图10以及图12和图13所示的实施方式中，用于调整双金属的机构也有利地补偿了在实际中不可避免的由材料特性决定的壳体再收缩。典型的材料通常是塑料，尤其是热固性塑料或热塑性塑料。其中，热固性塑料具有特别好的热稳定性，而热塑性塑料突出的特点是具有更精细的设计可能性。优选采用的热固性塑料可以是尿素树脂模塑材料或三聚氰胺树脂模塑材料。
当由于这种壳体再收缩使断开杠杆6的位置向双金属3的自由端3b的方向变化时，则这种壳体再收缩(按照热脱扣器的设计方案)也使起到调整轮廓作用的壳体轮廓相互靠近，双金属支架4部分地进入或顶靠在该壳体轮廓中。由此传导到双金属支架4上的力使弯转/弯曲部位19’，19”以及可能有弯曲点8自动弯折和/或弯曲，使得间距A保持恒定。由此可以防止所不期望的热脱扣器提前释放。通过有针对性地改变弯曲部位8与弯转/弯曲部位19’，19”之间的几何关系可以确定双金属支架4的随动情况。
因此，可以通过简单的方法有利地补偿了在采用低成本材料时可能由于热或辐射的影响产生的老化过程和由此产生的材料/壳体收缩。通过按照本发明的调整装置在为了调整可使其变形的双金属支架4相对较小地发生长度变化的同时实现一个相对较大的调整行程。由此实现特别灵敏或精确地调整一个热脱扣器的双金属3的目的。在此，所述调整装置也适用于冷调整，其中，省略了附加的调整元件，如螺栓形式的元件或类似的元件。也可以利用相对简单的工具加工所述双金属支架4，由此，达到节省费用的目的。
此外，可以采用低成本的材料以及尤其是一些不同长度的双金属3，这再次明显地节省了费用。利用这种调整装置使本身的调整过程至少在一定限度内是可逆的。此外，该调整过程可在敞开的或封闭的装置壳体2中进行。在双金属3被牢固支撑时，所述调整装置以及热脱扣器也对于冲击负荷很不敏感。
上述发明可以概括如下为了获得一种用于开关装置1、尤其是线路保护开关的热脱扣器的特别经济且可以方便调整的调整装置，本发明规定，在该热脱扣器中，具有一个位置固定地保持在一个双金属支架4上的双金属3，该双金属的自由端3b与一个断开杠杆6间隔一个间距地相对置并且由于热变形在断开方向D上逐渐对该断开杠杆加载，可以通过使双金属支架4变形来调整所述间距A。
权利要求
1.一种用于开关装置(1)的热脱扣器的调整装置，它包括一个位置固定地保持在一个双金属支架(4)上的双金属(3)，该双金属的自由端(3b)与一个断开杠杆(6)间隔一定间距(A)并且由于自由端(3b)的热变形在断开方向(D)上对该断开杠杆逐渐加载，其中，可以通过使双金属支架(4)变形来调整该间距(A)。
2.如权利要求1所述的调整装置，其特征在于，所述双金属支架(4)具有一个位于自由端侧的操纵腿段(4a)和一个平行于所述双金属(3)延伸的且与其接触端(3a)相连接的弯曲成阶梯状的支撑腿段(4b)。
3.如权利要求2所述的调整装置，其特征在于，可以通过手动使所述双金属支架(4)的操纵腿段(4a)和/或支撑腿段(4b)变形来调整所述间距(A)。
4.如权利要求2或3所述的调整装置，其特征在于，可以通过扭转垂直于所述支撑腿段(4b)延伸的操纵腿段(4a)和/或通过弯曲该支撑腿段(4b)来调整所述间距(A)。
5.如权利要求2至4中任一项所述的调整装置，其特征在于，所述操纵腿段(4a)和/或支撑腿段(4b)设计为带有一些沿腿段纵向(14)前后设置的通孔(23)的孔板。
6.如权利要求1至3中任一项所述的调整装置，其特征在于，所述双金属支架(4)具有一个通过一个弯曲部位(8)连接在支撑腿段(4b)上且至少近似为U形的固定腿段(4c)。
7.如权利要求2至5中任一项所述的调整装置，其特征在于，所述双金属支架(4)的操纵腿段(4a)定位在一个位置固定的孔(13，20)中。
8.如权利要求2至5或10中任一项所述的调整装置，其特征在于，所述操纵腿段(4a)定位在所述双金属(3)的自由端(3b)所在区域内。
9.如权利要求2至5，7或8中任一项所述的调整装置，其特征在于，所述操纵腿段(4a)支承在所述弯曲成套圈形的双金属支架(4)上。
10.如权利要求9所述的调整装置，其特征在于，在所述双金属支架(4)的套圈形顶端(26)区域内形成一个给定弯曲部位(27)。
11.如权利要求2所述的调整装置，其特征在于，可以通过双金属支架(4)的操纵腿段(4a)和/或支撑腿段(4b)的自动变形来调整所述间距(A)。
12.如权利要求2或11所述的调整装置，其特征在于，可以通过由壳体收缩使所述双金属支架(4)的操纵腿段(4a)和/或支撑腿段(4b)在预定的弯曲和/或转弯部位(8或19’，19”)上弯曲来调整所述间距(A)。
13.如权利要求12所述的调整装置，其特征在于，由于壳体收缩及由此造成的起到调整轮廓作用的各壳体轮廓相互的靠近来引起所述弯曲，使得所述双金属支架(4)局部地处于和/或顶靠在该壳体轮廓中。
14.如权利要求2至7中任一项所述的调整装置，其特征在于，在所述双金属支架(4)的至少一个位置上、尤其是在所述支撑腿段(4b)的阶梯形区域中设置一个钻孔/冲孔(29)用于形成一个弯曲和/或转弯/弯曲部位(8或19’，19”)。
15.如权利要求1所述的调整装置，其特征在于，所述开关装置(1)具有一个由尿素和/或三聚氰胺树脂模塑材料制成的壳体(2)。
16.一种开关装置，尤其是线路保护开关，其具有一个如权利要求1至15中任一项所述的调整装置。
全文摘要
本发明涉及一种用于开关装置(1)的热脱扣器的调整装置，其具有一个位置固定地保持在一个双金属支架(4)上的双金属(3)，该双金属的自由端(3b)与一个断开杠杆(6)间隔一个间距地相对置并且由于热变形在断开方向(D)上逐渐对该断开杠杆加载，可以通过使双金属支架(4)变形来调整所述间距(A)。所述调整装置尤其适用于线路保护开关或类似器件。，
文档编号H01H71/00GK1496574SQ02806264
公开日2004年5月12日 申请日期2002年6月19日 优先权日2001年7月2日
发明者沃尔夫冈·利特尔, 克里斯托弗·韦伯, 托弗 韦伯, 沃尔夫冈 利特尔 申请人:西门子公司