专利名称：用于电路中断器闩锁的支承结构和使用该支承结构的断路器的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及电路中断器，更具体地，涉及一种用于断路器闩锁的支承结构。本发明还涉及一种使用用于闩锁的支承结构的断路器。
背景技术：
配电系统中使用着各种不同容量的诸如断路器的电路中断器。断路器可包括例如导线、负载导体、固定触点和活动触点，其中活动触点可进入和退出与固定触点的导电接合，以使断路器在接通或闭合位置和断开或打开位置之间或者在接通或闭合位置和跳闸或跳闸断开位置之间切换。固定触点与导线和负载导体的其中一个导电接合，活动触点与导线和负载导体中的另一个导电接合。
断路器还可以包括具有活动触点臂的操纵机构、一对连杆、主弹簧、闩锁机构、支架和延伸到断路器外壳外部的活动操作手柄，其中，该活动触点臂上布置有活动触点。支架可枢转地设置在闩锁机构和连杆之间。支架的一部分相对于外壳枢转，而支架的另一部分具有闩锁横挡(latchledge)，该闩锁横挡由闩锁机构锁闭。
使用包括主闩锁和辅助闩锁的闩锁机构是已知的。主闩锁的位置在断路器的使用期限内保持精确、一致对于高性能来说是重要的。由于在主闩锁和主闩锁的支承结构之间存在相对运动，因此希望主闩锁和该支承结构之间接合部的磨损和摩擦低。主闩锁通常是一扁平的金属冲压件。为了使必需的空间降到最小，希望以允许主闩锁相对于支承结构进行相对运动的方式将主闩锁直接连接到支承结构(例如诸如扁平冲压件的侧板)上。尽管可以硬化这种闩锁，但是仅将主闩锁连接在其上的侧板区域硬化是不切实际的。
用于电路中断器闩锁的支承结构和使用这种支承结构的断路器存在改进的余地。
发明内容
本发明可以满足这些需要和其它需要，本发明提供了一种车削并硬化的衬套，该衬套的内孔紧密地外接于主闩锁的突出部。硬化的衬套和未硬化的主闩锁之间的接合部提供了低磨损、低摩擦的表面，该表面对于在断路器的使用期限内保持良好的闩锁性能是理想的。
根据本发明的一个方面，一种用于包括第一突出部和第二突出部的电路中断器闩锁元件的支承结构包括包括第一开口的第一侧板；包括第二开口的第二侧板；包括第一开口和第一圆周部的第一衬套，该第一衬套的第一开口适于枢转地安装该闩锁元件的第一突出部，该第一圆周部在第一侧板的第一开口处联接到该第一侧板；以及包括第二开口和第二圆周部的第二衬套，该第二衬套的第二开口适于枢转地安装该闩锁元件的第二突出部，该第二圆周部在第二侧板的第二开口处联接到该第二侧板，其中，第一衬套由第一种材料制成，第一侧板由第二种材料制成，第一种材料比第二种材料硬，第二衬套由第三种材料制成，第二侧板由第四种材料制成，第三种材料比第四种材料硬。
第一种和第三种材料可以是车削并硬化的材料，第二种和第四种材料可以是未硬化的材料。
第一和第二突出部具有正方形的形状。第一衬套的第一开口可以是在第一圆周部内的第一内孔。第二衬套的第二开口可以是在第二圆周部内的第二内孔。
第一和第二内孔可具有一定的宽度，所述正方形可以具有比第一和第二内孔的宽度小的宽度。
第一衬套的第一圆周部可压配合在第一侧板的第一开口中，第二衬套的第二圆周部可压配合在第二侧板的第二开口中。
作为本发明的另一方面，断路器包括外壳；可分离触点；以及适于断开和接通可分离触点的操纵机构，该操纵机构包括包括第一突出部和第二突出部的闩锁元件；由外壳支承的第一侧板，该第一侧板包括第一开口；由外壳支承的第二侧板，该第二侧板包括第二开口；包括第一开口和第一圆周部的第一衬套，该第一衬套的第一开口枢转地安装闩锁元件的第一突出部，该第一圆周部在第一侧板的第一开口处联接到该第一侧板；以及包括第二开口和第二圆周部的第二衬套，该第二衬套的第二开口枢转地安装闩锁元件的第二突出部，该第二圆周部在第二侧板的第二开口处联接到第二侧板，其中，第一衬套由第一种材料制成，第一侧板由第二种材料制成，第一种材料比第二种材料硬，第二衬套由第三种材料制成，第二侧板由第四种材料制成，第三种材料比第四种材料硬。
作为本发明的另一方面，用于包括突出部的电路中断器闩锁元件的支承元件包括包括开口的板；以及包括开口和圆周部的衬套，该衬套的开口适于枢转地安装闩锁元件的突出部，该圆周部在板的开口处联接到该板，其中，所述衬套由第一种材料制成，所述板由第二种材料制成，第一种材料比第二种材料硬。
根据下面结合附图对优选实施例的说明，就能够完全理解本发明。
图1是根据本发明的断路器的等轴测视图；图2是图1的断路器拆掉辅盖的等轴测视图；图3是图1的断路器的正面剖视图，示出处在闭合位置的可分离触点；图4是图3的主闩锁、硬化的衬套和侧板的分解等轴测视图；图5是图3的横梁和活动触点以及两个相邻电极的活动触点臂的等轴测视图；图6是图3的枢轴的分解等轴测视图，该枢轴由包括夹紧螺母和夹紧螺栓的可锁定紧固件形成；图7是在压缩步骤之前的图6的夹紧螺栓的垂直正视图，其中夹紧螺母以剖视图示出；图8是在压缩步骤之后的图7的夹紧螺栓和夹紧螺母的垂直正视图；图9是图5的机构电极的分解等轴测视图；图10和11是示出处在闭合位置的图3的托架、主闩锁、辅助闩锁和跳闸单元柱塞的简化等轴测视图，其与打开位置相同；图12和13是示出处在跳闸位置的图3的托架、主闩锁、辅助闩锁和跳闸单元柱塞的简化等轴测视图；图14是示出处在跳闸位置的图3的托架、主闩锁、辅助闩锁相对于侧板的简化等轴测视图；图15是示出处在跳闸位置的图3的跳闸单元、跳闸单元柱塞、复位杆和操作手柄的简化垂直正视图；图16是示出处在复位位置的图3的跳闸单元、跳闸单元柱塞、复位杆和操作手柄的简化垂直正视图；图17是示出图1的被拆掉以便释放辅盖的转动互锁装置的辅盖的等轴测视图，其中辅助闩锁处于跳闸位置；图18是示出图1的辅盖与图17的辅盖转动互锁装置接合的部分的简化剖视等轴测视图；图19是示出图1的辅盖与图18的辅盖转动互锁装置接合的等轴测视图，其中辅助闩锁处于锁闭位置；图20是示出图17的辅盖旋动互锁装置和辅助闩锁的等轴测视图；图21是示出图3的主闩锁、辅助闩锁和弹簧销以及闩锁扭转弹簧的等轴测视图。
具体实施例方式
此处使用的术语“衬套”是指用于一个诸如侧板的部件上的开口的可拆卸或不可拆卸的、柱形或非柱形的内衬，以便抵抗磨损和/或减小与另一部件例如闩锁元件的突出部的摩擦。
此处使用的将两个或多个部件“连接”或“联接”在一起的描述是指将所述部件直接连接在一起或者通过一个或多个中间部件连接在一起。此外，此处使用的将两个或多个部件“固定”在一起的描述是指将所述部件直接接合在一起。
结合三极断路器10对本发明进行说明，当然本发明可应用于包括一个或多个极的更宽范围的电路中断器。在U.S.专利No.6,747,534和6,140,897中公开了断路器的示例，在此将上述专利结合进来作为参考。
参考图1和2，此处示出了具有主基座12和主盖14的模制壳断路器或电路中断器10。在主盖14上固定有一辅盖16(如图1所示；在图2中辅盖16被拆掉了)。手柄18延伸穿过辅盖16上的副饰框(escutcheon)20并与主盖14中的主饰框21对齐。操纵机构22与手柄18相互连接，并适于以下面将要描述的方式打开和闭合可分离主触点23(图3)。该断路器10包括导线端15、负载端17和可拆卸的跳闸单元24。还示出了负载端子26、右侧附件区域或插槽27(图2)和左侧附件插槽或区域31(图2)。
现在更加具体地参考图3，其示出设置在活动触点臂32上的可分离活动触点28和设置在固定触点支承件或U形件34上的固定触点30。导线端子36设置在图3的左侧，例如断路器10的在端子凹槽或插槽29内的导线端15。负载端子26设置在图3的右侧，例如在负载端子凹槽或插槽33内。导线端子36左侧设有导线端子轴环(未示出)，该导线端子右侧设有负载端子-触点臂导体37。该导体37的另一端与双金属加热器38电互连，该加热器继而在另一端与负载端子26电互连。因此，当断路器的可分离主触点28和30相闭合时，就形成一从右到左经过断路器10的完整电路，即从负载端子26开始经过双金属加热器38、导体37、活动触点臂32、活动触点28到固定触点30，然后从此处经过固定触点支承件或U形件34到导线端子36。
操纵机构22协助打开和闭合可分离主触点28和30。跳闸单元24与操纵机构22配合，以便使这些触点28、30跳闸打开。具体地，操纵机构22包括支架52，该支架可经由支架52中的用于放置支架固定枢转销54的开口54A(图10)在支架固定枢转销54一端枢转。支架52可包括支架到侧面的附件区域侧突起(未示出)。设置有上肘杆46(如图3中最清楚地所示)和下肘杆48(图5和9)。杆46、48通过上、下肘杆销50可枢转地连接。设置有下肘杆到凸轮托架的连接销56，该连接销在开口56A(图9)处固定到凸轮托架57(图9)。还设置有支架到上肘杆的枢转销58，上肘杆46通过该枢转销与支架52相接触。还设置有活动触点臂主枢转组件59(如图5中最清楚地所示)，该组件可在枢轴60上可移动且可转动地枢转。
还设置有在枢轴64上工作或枢转的主闩锁62。该主闩锁62与在辅助闩锁枢转销70上枢转的辅助闩锁68配合工作。用于断路器10的跳闸操作的操作动力由带电的主肘节螺旋弹簧72提供。该主肘节螺旋弹簧72通过手柄轭部连接柱45A与手柄轭部44互相连接。弹簧72的另一端与肘杆销50相连接。支架52具有闩锁73，当可分离主触点28和30闭合时，该闩锁在主闩锁62的开口63处被锁止或保持在适当位置。在主闩锁62已经以下面将要说明的方式被致动而远离支架闩锁73之前，断路器10不会通过操纵机构22跳闸。
在弹簧销79上设置有组合式辅助闩锁-主闩锁扭转弹簧78(图21)。扭转弹簧78在闩锁62、68上施加适当的力，以便将它们偏压到图3的接通位置。首先，利用通常完全容纳在可拆卸跳闸单元24中的可复位跳闸单元跳闸柱塞74来致动主闩锁62和辅助闩锁68。跳闸单元跳闸柱塞74由跳闸单元24的柱塞闩锁或干涉闩锁75控制或锁闭。辅助闩锁68由活动跳闸单元柱塞邻接面80固定到合适的位置。
尽管主闩锁和辅助闩锁62、68设置在由基座12和盖14、16形成的外壳11内，但是跳闸单元柱塞74负责启动所有从跳闸单元24到辅助闩锁68区域的跳闸动作。或者，辅助闩锁68可以由下文将说明的辅盖转动互锁装置82(图17)致动。将辅助闩锁68致动以使其相对于图3顺时针转动，例如围绕其枢转销/枢转轴70沿方向81转动。
随着辅助闩锁68的枢转，该辅助闩锁68的止挡面91(图11)转动远离主闩锁62的顶部92。此时，主弹簧72(图3)的力克服扭转弹簧78(图21)的力，从而导致主闩锁62在支架52和该支架的闩锁73的力的作用下顺时针转动(相对于图3)。这导致主闩锁开口63越过支架闩锁73，以便使支架52能在目前是压缩状态的主弹簧72的动力作用下围绕该支架的枢轴54逆时针转动(相对于图3)，其中主弹簧72通过作用于支架到上肘杆的枢转销58(图3)的上肘杆46施加在其上的力而压缩。随着主弹簧72的松弛，上肘杆和下肘杆46、48折叠，继而使活动触点臂主枢转组件59围绕其枢轴60顺时针(相对于图3)转动。这使得触点臂32同样地沿同一方向转动，从而打开可分离主触点28、30，在大多数情况下，它们之间会形成传导电流的电弧。当打开可分离主触点28、30时，该电弧暴露在熄弧沟77内。
通过操作扭转弹簧84(图20)使辅盖转动互锁装置82(图17-20)沿顺时针方向81(相对于图3)转动，就能够重复致动辅助闩锁68，以使可分离主触点28、30跳闸打开，下文将进行说明。
下面结合图15和16讨论断路器10从跳闸位置开始进行的复位。
参考图4，其示出主闩锁62、枢轴64和侧板86。如图5所示，使用两个侧板86和两个枢轴64来提供用于电路中断器闩锁元件-例如主闩锁62—的支承结构85，该闩锁元件包括第一支腿或突出部88和第二支腿或突出部90。侧板86包括由外壳基座12支承的支腿93、94。如图4所示，每个侧板86(图5示出全部两个)都包括一开口96。枢轴64-例如硬化的衬套—包括开口98和圆周部100。主闩锁62的第一突出部88枢转地安装在硬化的衬套64的开口98中。硬化的衬套64的圆周部100在侧板的开口96处联接到侧板86。另一侧板86的硬化的衬套64(如图5所示)以类似的方式联接到该侧板。
硬化的衬套64优选地由第一种材料(例如，合适的车削并硬化的材料，如表面硬化的铅合金1010钢)制成，而侧板86由第二种材料(例如，合适的未硬化材料，如无磁性的不锈钢)制成，其中第一种材料适当地比第二种材料硬。主闩锁62优选为由第一种材料制成的扁平金属冲压件。侧板86优选形成为金属冲压件。
主闩锁62的突出部88、90的横截面为正方形。硬化的衬套枢轴64的开口98是位于圆形圆周部100内的内圆孔。开口98的孔具有一定的宽度，所述正方形的从一个角到其对角的宽度略小于开口98的孔宽度。硬化的衬套枢轴64的圆形圆周部100压配合在圆形的侧板开口96中。可以理解，主闩锁62的另一突出部90以类似的方式与另一侧板86的硬化的衬套枢轴64配合(如图5所示)。
如图4所示，主闩锁62的开口63适于容纳支架闩锁73(图3)。主闩锁62具有枢转轴102，该枢转轴由突出部88、90限定并从主闩锁开口63偏移。
用于主闩锁62的支承件104包括侧板86和衬套64。
如图4示出的一个侧板86，所述两个侧板86(图5)还包括附加开口106、108、110、112、114、116，下面将进行说明。当操作手柄18移动到接通位置(图3)时，开口106保持一销117(图3)，该销用作上连杆46(图3)的止挡件。在开口108内保持有支架固定枢转销54(图3)。如下面将参考图5-9所讨论的，开口110允许部分枢轴60(图3)通过。开口112适应横梁118(图3和5)从闭合位置(图3)到打开或跳闸打开位置(图5)的弓形运动。开口114保持辅助闩锁枢转销70(图3)。开口116保持弹簧销79(图3)。所述横梁118、支架52、主闩锁62和辅助闩锁68都位于外壳11(图3)内，并位于由盖14、16限定的第一或上表面(相对于图3)和由基座12限定的第二或下表面(相对于图3)之间。
参考图5，其示出的横梁118和活动触点臂主枢转组件59为中心机构电极(即，图1中的断路器10的中心电极)。基本相似的组件59A、59C被用作外部相邻电极，每个电极包括图3所示的活动触点臂32和活动触点28。横梁118通过肘钉(staple)120固定地连接到组件59A、59、59C的凸轮托架57。第一绝缘相位挡板(phase barrier)122将组件59A、59分开，第二绝缘相位挡板122将组件59、59C分开。用于相应组件59A、59C的枢轴60A、60C与活动触点臂主枢转组件59的枢轴60类似，下面将结合图6-8说明所述枢轴。各凸轮托架57相对于其对应的枢轴60A、60、60C枢转。销126(与组件59A一起示出)由触点臂弹簧127保持在合适的位置，该触点臂弹簧在其另一端部与滚轮销128相连接。滚轮销128位于两个滚轮128A之间，所述滚轮128A靠在凸轮托架57的凸轮面129上。
图6示出枢轴60(图3)的两个部件，该枢轴包括第一元件-如夹紧螺母(clinch nut)130和第二元件-如夹紧螺栓(clinch bolt)132。如图7所示，将夹紧螺母130装配到夹紧螺栓132上以形成可锁定的紧固件134，可在如图8所示的压缩步骤之前调节该紧固件以进行适当的设定。如图8所示，夹紧螺母130的孔136的底部楔入或压挤到夹紧螺栓132的带螺纹部分138，从而锁定夹紧螺母130并防止该螺母转动。如下文将结合图9讨论的，可锁定的紧固件134在如图8所示那样被压缩之后，可以用于例如将断路器10的多个部件连接在一起，以便保持这些部件之间的导电性，同时允许这些部件进行相对运动。
夹紧螺栓132包括第二头部140、细长的第二轴部142和细长的带螺纹的杆部144。夹紧螺母130包括第一头部146和第一轴部148。中央的带螺纹的空腔-例如孔150—形成在第一轴部148和一部分第一头部146中。细长的带螺纹杆部144具有多个外螺纹，以便可与夹紧螺母130的带螺纹的中心孔150螺纹配合。第一头部146的侧部152中具有开口136。在开口136处的侧部152和接近带螺纹空腔150的表面156之间有一通道154。该通道与带螺纹的空腔150垂直。
如图7所示，带螺纹的杆部144的至少一部分可螺纹接合地容纳在带螺纹的空腔150中，以使夹紧螺母130和夹紧螺栓132沿轴向对齐，所述螺母和螺栓适于通过夹紧螺母130的表面156的变形(如图8所示)锁定，以防止元件130、132松动。表面156适于产生变形(例如通过压挤、通过楔入)以便与带螺纹的杆部144的至少一个螺纹接合。
如图9所示，图7中的可锁定紧固件134的夹紧螺栓132和夹紧螺母130还包括多个弹簧垫圈158。在使用时，使第一和第二轴部148和142与第一和第二头部146和140分别穿过凸轮托架57的开口159B和159A。然后，分别靠近第一和第二头部146和140将弹簧垫圈158放置在第一和第二轴部148和142上。第一轴部148由其中一个活动臂32的枢转孔160接收，第二轴部142由另一个活动臂32的枢转孔160接收。然后，将第一和第二轴部148和142容纳在柱164的孔162中，从而将活动臂32固定到负载端子-触点臂导体37上。
活动臂32通过可锁定紧固件134(图7)枢转地安装在柱164上。如下文将要详细讨论的，可锁定紧固件134以足够的力将活动臂32固定在柱164上，以便在柱164和活动臂32之间提供导电连接，同时允许这些活动臂相对于柱164枢转。每个活动臂32包括形成在其一个端部附近的孔160(图9)，活动触点28导电性地设置在与该孔160相对的端部上。活动臂32通过可锁定紧固件134(图7)和导体37与相应的负载端子26(图3)之一导电连接。
带螺纹的杆部144容纳在夹紧螺母130的带螺纹空腔150中并与该空腔螺纹接合。从而元件132和130可相对于彼此螺纹紧固，直至达到某一适当程度的转矩。可以选择该转矩，以便在期望将活动臂32导电性地紧固在负载端子-触点臂导体37的柱164上与同时限制它们之间的转动摩擦之间提供最佳方案或合适的折衷。在这种转矩下，第一和第二轴部148和142将略微隔开—如图8所示，以便能在它们之间获得合适的压缩负荷，而在这些轴部的端部之间又没有干涉。
在紧固元件132和130以达到上述期望程度的转矩时，第一和第二头部146和140压缩弹簧垫圈158，从而在第一头部和第二头部之间保持给定的压力。已知这种弹簧垫圈158在受到压缩负荷时仅挠曲较小的量。由于断路器10(图3)的各个部件在其工作过程中容易发热，并且由于这种发热会导致上述部件出现一定量的热膨胀，所以弹簧垫圈158有助于保持第一和第二头部146和140之间的压缩负荷水平而不管温度波动。
在将第一和第二元件132和130紧固到期望程度的转矩后，表面156(图7和8)的变形有利地协助防止螺母130变松脱一即从夹紧螺栓132上松开，这有助于使可锁定紧固件134(如在图8中锁定的图7)保持在期望的最初紧固程度的转矩，而不管断路器10的活动臂32如何反复动作。
由于可锁定紧固件134能以基本不受断路器10的动作影响的给定转矩设定值锁定，所以可锁定紧固件134和断路器10提供了较长时间的可靠性。这些结果有利于阻止第一和第二元件132和130相对于彼此松开。
如图9所示，夹紧螺栓132穿过并枢转地接合凸轮托架57的一个侧部的开口159A，而夹紧螺母130穿过并枢转地接合该凸轮托架的另一个侧部的开口159B。如用于图5的组件59一样，夹紧螺栓132穿过并枢转地接合侧板86之一的开口110(图4)，而夹紧螺母130穿过并枢转地接合另一侧板86的开口110。图5的枢轴60A、60C与枢轴60类似，除了头部140、146较短，这是因为未使用侧板86。
可以使用更大范围的其它适合的枢轴和可锁定紧固件，例如，如在2003年12月19日提交的U.S.专利申请No.10/742,594中所公开的，包括其上形成有带螺纹空腔的螺母的可锁定紧固件；包括具有其上设有座部的带螺纹杆的夹紧螺栓，带螺纹杆的至少一部分螺纹接合地容纳在带螺纹空腔中；以及与座部接合以使杆部可锁定接合螺母的锁定元件。
图10和11示出断路器10处在闭合位置时(图3)的支架52、主闩锁62、辅助闩锁68和跳闸单元柱塞74，其与打开位置相同。图12和13示出处在跳闸位置的支架52、主闩锁62、辅助闩锁68和跳闸单元柱塞74。图14同样示出跳闸位置时相对于侧板86的支架52、主闩锁62、辅助闩锁68。图15示出处在跳闸位置(未跳闸位置以虚线示出)的跳闸单元24、跳闸单元柱塞74，以及处在跳闸位置的图3的复位杆166和操作手柄18。图16示出处在复位位置的跳闸单元24、跳闸单元柱塞74、复位杆166和操作手柄18。
如上面结合图3和5所讨论的，横梁118由肘钉120和凸轮托架57支承。该横梁118适于沿位于第一位置和第二位置之间的弓形路径移动，其中，在第一位置处，可分离触点23(图3)处于打开或跳闸打开状态(如由图5的活动触点28的位置所示)，在第二位置处，该可分离触点23处于闭合状态(图3)。在这两个位置处和这两个位置之间，横梁118穿过侧板86的开口112(如图4和14所示)。
支架52在两个侧板86(图5)之间通过销54枢转地安装在图3的外壳11中，该销54穿过支架开口54A并在开口108处被侧板86保持(图14中仅示出一个开口108和一个侧板86)。如图10至14所示，支架52大体上为U形，它包括第一支腿168、第二支腿172和承载支架闩锁73的基部170(图13和14)。第一和第二支腿168、172均具有带开口54A的端部174，利用销54(图3和14)，所述支腿168、172的端部174通过该开口54A枢转地安装在相应侧板86上。所示支架52优选仅由一块材料制成。例如，主闩锁62和支架52优选由表面硬化的铅合金1010钢(leadalloy 1010 steel)制成。辅助闩锁68优选由1010钢制成。
如上面结合图4和5所讨论的，主闩锁62在侧板86的硬化衬套64处枢转地安装在外壳11中。主闩锁62包括枢转轴102、开口63和在该主闩锁顶部92处的自由端，如图4和11所示。如在图10和11的位置所示出的，当可分离触点23(图3)未跳闸打开时，支架闩锁73(图10)适于停靠在主闩锁开口63中。当可分离触点23(图3)未跳闸打开时，辅助闩锁68的表面91(图11)与主闩锁62的自由端接合，以便将支架闩锁73保持在主闩锁开口63中。
如图13最清楚地所示，主闩锁62包括斜坡部176，该斜坡部具有位于主闩锁62的开口63和顶部92(图11)之间的表面178。当支架52从锁闭位置(图10和11的闭合或打开位置)逆时针(相对于图11和13)枢转到跳闸打开位置(图12-14)时，支架闩锁73在表面178上滑动。在该跳闸打开位置，辅助闩锁68的表面179(图14)停靠在主闩锁62的顶部92(图11)上。
辅助闩锁68包括第一支腿180(如图21最清楚地所示)，该第一支腿设置在用于辅助闩锁68的枢转销70和用于主闩锁62的枢转轴102之间。跳闸单元柱塞74—更具体地为柱塞邻接面80(图3)-适于与辅助闩锁支腿180接合，以便使辅助闩锁68围绕枢转销70顺时针(相对于图10和11)转动从而使可分离触点23(图3)跳闸打开。所述跳闸出现在辅助闩锁68的表面91释放主闩锁62的自由端之后。辅助闩锁68和主闩锁62都顺时针(相对于图10和11)转动以释放支架闩锁73。该辅助闩锁68减小了跳闸单元柱塞74使可分离触点23跳闸打开所需的力。否则，如果没有辅助闩锁68，跳闸单元柱塞74将需要较大的力来使主闩锁62枢转，这种组合没有被采用。
辅助闩锁68包括第二支腿182，该支腿与弹簧偏压的辅盖转动互锁装置82(图17)接合，该辅盖转动互锁装置也顺时针转动(相对于图17)，以便使辅助闩锁68顺时针(相对于图10、11和17)转动。
跳闸单元24与操纵机构22配合工作，以使可分离触点23(图3)跳闸打开。外壳11包括内壁186，跳闸单元24、枢转销70和辅助闩锁68的第一支腿180靠近该内壁。
如图14最清楚地所示，辅助闩锁68通过枢轴枢转地安装在外壳11(图3)中，该枢轴由在开口114(图4)处与侧板86(图4和5)接合的枢转销70限定。如图3和14所示，在横梁118(在图14中以虚线示出)的打开或跳闸打开位置，主闩锁62和辅助闩锁68处在外壳11的盖14、16(图3)和横梁118之间。在横梁118的闭合位置(图3)，横梁118从主闩锁62和辅助闩锁68偏移。表面91和用于辅助闩锁68的枢转销70位于外壳11的盖14、16(图3)和主闩锁62的枢转轴102之间。
如图21所示，辅助闩锁68包括设置在用于辅助闩锁的枢转销70和用于主闩锁62的枢转轴102之间的吊耳188。弹簧销79设置在侧板86(图5)之间并位于枢转销70和主闩锁枢转轴102之间。扭转弹簧78由弹簧销79支承，该扭转弹簧包括第一支腿190和第二支腿194，第一支腿190在靠近其自由端的开口192处与主闩锁62接合，第二支腿194与辅助闩锁吊耳188接合。辅助闩锁68的形状大体为U形，其第一侧部196具有第一开口198并承载第一支腿180，第二侧部200具有第二开口202并承载第二支腿182，第三侧部204承载表面91(图11)。第一和第二开口198、202承载辅助闩锁枢转销70。
操纵机构主弹簧72(图3)通过上连杆46偏压支架52，以便使该支架沿逆时针(相对于图3)转动方向枢转。扭转弹簧78(图21)偏压主闩锁62和辅助闩锁68，以便使它们沿同一转动方向(相对于图3)枢转。当辅助闩锁表面91释放主闩锁62的自由端时，主弹簧72作用在支架闩锁73(图12-14)上，使主闩锁62沿相反的顺时针(相对于图12-14)转动方向枢转，从而改变相对其枢转转轴102作用在主闩锁62上的力的方向。
在跳闸单元24使断路器10(图3)跳闸之后，手动地使操作手柄18沿箭头206所示的方向逆时针(相对于图15和16)枢转，以便使支架52(图3)和跳闸单元柱塞74复位到锁闭或未跳闸位置。手柄18通过手柄轭部44固定地联接到手柄延长部45。该手柄延长部45承载与支架52(图3)和复位杆166接合的复位销208。这样就使支架52顺时针(相对于图3和14)转动，直到支架闩锁73再次落入主闩锁开口63(图10)中。该复位销208还使复位杆166(相对于图15和16)顺时针转动，直到该复位杆的支腿210与跳闸单元柱塞74的表面80接合，从而使跳闸单元柱塞向左移动(相对于图15和16)至被跳闸单元24的柱塞闩锁75(图3)重新锁闭。如图15和18所示，复位杆166枢转地安装在辅助闩锁枢转销70上。扭转弹簧(未示出)由枢转销70承载，并且包括与弹簧销79(图15)接合的第一支腿(未示出)和与复位杆166接合的第二支腿(未示出)，以便沿逆时针方向(相对于图15)偏压该复位杆。
参考图17-19，其示出辅盖16和辅盖转动互锁装置82以及图3的辅助闩锁68。转动互锁装置82(例如，模制元件)和弹簧84为图2的外壳11提供了适于与辅助闩锁68的第二支腿182接合的偏压弹簧元件，以便当拆卸辅盖16时(如图17所示)使可分离触点23(图3)跳闸打开。通常，辅盖16-更具体地为该辅盖的突出部212一与辅盖转动互锁装置82接合，如图18和19所示。当将辅盖16安装到主盖14上时，辅盖突出部212推动转动互锁装置82，从而使该转动互锁装置逆时针转动(相对于图17和18)并远离辅助闩锁68的第二支腿182。该位置使辅助闩锁68保持在锁闭位置(图10、11、18和19)。当拆掉辅盖16时(图17)，弹簧84(图20)使转动互锁装置82顺时针(相对于图17)转动。转动互锁装置82的支腿214与辅助闩锁68的支腿182接合，并使支腿182顺时针(相对于图17)转动，从而以和上面结合图12-14讨论的方式类似的方式使断路器10跳闸。
转动互锁装置82枢转地安装在外壳11内并与辅助闩锁68和辅盖突出部212配合工作，以便通过主闩锁62释放支架闩锁73，并且当从主盖14拆掉辅盖16时使可分离触点23跳闸打开。转动互锁装置82包括开口216，该开口与辅助闩锁开口198、202(图21)一样用于容纳枢转销70。
如图20所示，枢转安装的转动互锁装置82被扭转弹簧84偏压，该扭转弹簧由枢转销70支承。该扭转弹簧84包括与转动互锁装置82接合的第一支腿218和与弹簧销79接合的第二支腿220。当辅盖16在主盖14上(图18和19)时，转动互锁装置82逆时针(相对于图17-19)转动，以便维持闩锁62、68的锁闭位置(图10和11)。在图18和19的锁闭位置，转动互锁装置82的支腿214可以稍微从辅助闩锁68的支腿182偏移。在图17的跳闸位置，转动互锁装置82的支腿214与辅助闩锁68的支腿182接合。当从主盖14上拆掉辅盖16(图17)时，转动互锁装置82在弹簧84(图20)的偏压作用下顺时针(相对于图17)转动，以便使支腿214、182并从而使辅助闩锁68(相对于图17)顺时针移动到图12-14的非锁闭位置。
如图17所示，主盖14包括止挡部222和开口224。转动互锁装置82包括第二支腿226。如图18所示，辅盖突出部212停靠在主盖开口224(图17)中并与转动互锁装置的第二支腿226接合，以便防止转动互锁装置的第一支腿214与辅助闩锁支腿182接合而使辅助闩锁68转动到非锁闭或跳闸位置。
尽管已经详细说明了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员可以理解，根据本公开的全部教导可对上述细节进行各种修改或替换。因此，所公开的具体设置仅是说明性的，而不限制本发明的范围，本发明的范围由随附的权利要求书的全部内容和权利要求书的任一和全部等效方案确定。
参考标号列表10塑壳断路器或电路中断器11外壳12主基座14主盖15导线端16辅盖17负载端18手柄20副饰框21对齐的主饰框22操纵机构23可分离主触点24可拆卸跳闸单元26负载端子27右侧附件区域或插槽28可分离活动触点29端子凹槽或插槽
30固定触点31左侧附件插槽或区域32活动触点臂33端子凹槽或插槽34固定触点支承件或U形件36导线端子37负载端子-触点臂导体38双金属加热器39端子凹槽或插槽44手柄轭部45手柄延长部45A手柄轭部连接柱46上肘杆48下肘杆50上、下肘杆销52支架54支架固定枢转销54A开口56下肘杆到凸轮托架的连接销56A开口57凸轮托架58支架到上肘杆的枢转销59活动触点臂主枢转组件59A组件59C组件60枢轴60A枢轴60C枢轴62主闩锁63开口64枢轴
68辅助闩锁70辅助闩锁枢转销72带电的主肘节螺旋弹簧73闩锁74可复位跳闸单元跳闸柱塞75柱塞闩锁或干涉闩锁77熄弧沟78组合式辅助闩锁-主闩锁扭转弹簧79弹簧销80活动跳闸单元柱塞邻接面81方向82辅盖转动互锁装置84扭转弹簧85支承结构86侧板88第一支腿或突出部90第二支腿或突出部91止挡面92顶部93支腿94支腿96开口98开口100圆周部102枢轴104支承元件106开口108开口110开口112开口114开口
116开口117销118横梁120肘钉122相位挡板124相位挡板126销127触点臂弹簧128滚轮销128A滚轮129凸轮表面130夹紧螺母132夹紧螺栓134可锁定紧固件136孔138带螺纹部分140第二头部142细长的第二轴部144细长的带螺纹的杆部146第一头部148第一轴部150中央的带螺纹空腔，例如孔152侧部154通道156表面158弹簧垫圈160枢转孔162孔164柱166复位杆168第一支腿
170基座172第二支腿174端部176斜坡部178表面180第一支腿182第二支腿186内壁188吊耳190第一支腿192开口194第二支腿196第一侧面198第一开口200第二侧面202第二开口204第三侧面206箭头208复位销210支腿212突出部214支腿216开口218第一支腿220第二支腿222止挡部224开口226第二支腿
权利要求
1.一种用于电路中断器闩锁元件(62)的支承结构(85)，所述闩锁元件包括第一突出部(88)和第二突出部(90)，所述支承结构包括包括第一开口(96)的第一侧板(86)；包括第二开口(96)的第二侧板(86)；包括第一开口(98)和第一圆周部(100)的第一衬套(64)，所述第一衬套的第一开口适于枢转地安装所述闩锁元件的第一突出部，该第一圆周部在所述第一侧板的第一开口处联接到该第一侧板；以及包括第二开口(98)和第二圆周部(100)的第二衬套(64)，所述第二衬套的第二开口适于枢转地安装所述闩锁元件的第二突出部，该第二圆周部在所述第二侧板的第二开口处联接到该第二侧板，其中，所述第一衬套由第一种材料制成，所述第一侧板由第二种材料制成，所述第一种材料比所述第二种材料硬，所述第二衬套由第三种材料制成，以及所述第二侧板由第四种材料制成，所述第三种材料比所述第四种材料硬。
2.如权利要求1所述的支承结构(85)，其特征在于，所述第一种和第三种材料是车削并硬化的材料；所述第二种和第四种材料是未硬化的材料。
3.如权利要求2所述的支承结构(85)，其特征在于，所述车削并硬化的材料是表面硬化的铅合金1010钢；所述未硬化的材料是无磁性的不锈钢。
4.如权利要求1所述的支承结构(85)，其特征在于，所述闩锁元件是平的金属冲压件。
5.如权利要求1所述的支承结构(85)，其特征在于，所述第一和第二侧板是金属冲压件。
6.如权利要求1所述的支承结构(85)，其特征在于，所述第一和第二突出部是正方形；所述第一衬套的第一开口是在所述第一圆周部内的第一内孔；所述第二衬套的第二开口是在所述第二圆周部内的第二内孔。
7.如权利要求6所述的支承结构(85)，其特征在于，所述第一和第二内孔具有一定的宽度；所述正方形的宽度比所述第一和第二内孔的宽度小。
8.如权利要求1所述的支承结构(85)，其特征在于，所述第一衬套的第一圆周部压配合在所述第一侧板的第一开口中；所述第二衬套的第二圆周部压配合在所述第二侧板的第二开口中。
9.如权利要求1所述的支承结构(85)，其特征在于，所述第一圆周部和所述第一开口为圆形；所述第二圆周部和所述第二开口为圆形。
10.一种断路器(10)包括外壳(11)；可分离触点(23)；以及适于打开和闭合所述可分离触点的操纵机构(22)，所述操纵机构包括包括第一突出部(88)和第二突出部(90)的闩锁元件(62)，由所述外壳支承的第一侧板(86)，所述第一侧板包括第一开口(96)，由所述外壳支承的第二侧板(86)，所述第二侧板包括第二开口(96)，包括第一开口(98)和第一圆周部(100)的第一衬套(64)，所述第一衬套的第一开口枢转地安装所述闩锁元件的第一突出部，该第一圆周部在所述第一侧板的第一开口处联接到该第一侧板，以及包括第二开口(98)和第二圆周部(100)的第二衬套(64)，所述第二衬套的第二开口枢转地安装所述闩锁元件的第二突出部，该第二圆周部在所述第二侧板的第二开口处联接到该第二侧板，其中，所述第一衬套由第一种材料制成，所述第一侧板由第二种材料制成，所述第一种材料比所述第二种材料硬，所述第二衬套由第三种材料制成，以及所述第二侧板由第四种材料制成，所述第三种材料比所述第四种材料硬。
11.如权利要求10所述的断路器(10)，其特征在于，所述闩锁元件是主闩锁元件(62)。
12.如权利要求10所述的断路器(10)，其特征在于，所述操纵机构还包括具有闩锁(73)的支架(52)；所述闩锁元件还包括用于容纳所述支架上的闩锁的开口(63)，以及包括由所述第一和第二突出部限定的枢转轴(102)，所述枢转轴从所述闩锁元件的开口偏移。
13.如权利要求10所述的断路器(10)，其特征在于，所述第一种和第三种材料是车削并硬化的材料；所述第二种和第四种材料是未硬化的材料。
14.如权利要求10所述的断路器(10)，其特征在于，所述第一和第二突出部是正方形；所述第一衬套的第一开口是在所述第一圆周部内的第一内孔；所述第二衬套的第二开口是在所述第二圆周部内的第二内孔。
15.如权利要求14所述的断路器(10)，其特征在于，所述第一和第二内孔具有一定的宽度；所述正方形的宽度比所述第一和第二内孔的宽度小。
16.如权利要求10所述的断路器(10)，其特征在于，所述第一衬套的第一圆周部压配合在所述第一侧板的第一开口中；所述第二衬套的第二圆周部压配合在所述第二侧板的第二开口中。
17.如权利要求10所述的断路器(10)，其特征在于，所述第一圆周部和所述第一开口为圆形；所述第二圆周部和所述第二开口为圆形。
18.一种用于包括突出部(88)的电路中断器闩锁元件(62)的支承元件(104)，所述支承元件包括包括开口(96)的板(86)；以及包括开口(98)和圆周部(100)的衬套(64)，所述衬套的开口适于枢转地安装所述闩锁元件的突出部，该圆周部在所述板的开口处联接到该板，其中，所述衬套由第一种材料制成，以及所述板由第二种材料制成，所述第一种材料比所述第二种材料硬。
19.如权利要求18所述的支承元件(104)，其特征在于，所述第一种材料是车削并硬化的材料；所述第二种材料是未硬化的材料。
20.如权利要求19所述的支承元件(104)，其特征在于，所述车削并硬化的材料是表面硬化的铅合金1010钢；所述未硬化的材料是无磁性的不锈钢。
全文摘要
一种用于电路中断器闩锁元件(62)的支承结构(85)包括具有第一开口(96)的第一侧板(86)和具有第二开口(96)的第二侧板(86)。第一硬化的衬套(64)包括第一开口(98)和第一圆周部(100)。该第一硬化的衬套的第一开口适于枢转地安装该闩锁元件的第一突出部(88)。该第一圆周部在所述第一侧板的第一开口处联接到该第一侧板。第二硬化的衬套(64)包括第二开口(98)和第二圆周部(100)。该第二硬化的衬套的第二开口适于枢转地安装该闩锁元件的第二突出部(90)。该第二圆周部在所述第二侧板的第二开口处联接到第二侧板。第一和第二衬套的硬化的材料比第一和第二侧板的未硬化的材料硬。
文档编号H01H71/10GK1797647SQ20051002301
公开日2006年7月5日 申请日期2005年9月30日 优先权日2004年10月1日
发明者D·C·马克斯, D·A·帕克斯, R·M·斯莱皮恩, A·M·斯特, D·E·利特尔 申请人:伊顿公司