专利名称：磁脱扣机构及采用该磁脱扣机构的电气开关装置的制作方法
技术领域：
本发明 一般涉及电气开关装置，更具体地涉及用于电气开关装置的磁 脱扣(跳闸)机构。本发明还涉及电气开关装置。
背景技术：
电气开关装置如塑壳断路器通常包括至少一对可分离触点，所述触点 或者通过设置在断路器壳体外部的手柄手动操作，或者通过脱扣单元响应 于脱扣条件(例如但不限于电流过载条件；较高水平的短路或故障条件； 接地故障或电弧故障条件)自动操作。
例如用于住宅和轻工业应用中的较小的塑壳断路器通常包括具有加热 器组件(加热组件)和》兹脱扣机构的热磁脱扣单元。如图1所示，加热器 组件l包括多个加热器元件(加热元件)3、 5和一双金属件7。在例如响 应于过载条件的操作中，由负载(未示出)引出的电流加热加热器元件3、 5,加热器元件3、 5又加热双金属件7,使其以公知的方式弯曲(例如沿 图1中的箭头9的方向)。当双金属件7弯曲时，其直接或间接地与断路 器操作机构13(以方框形式示出)的脱扣杆ll (用图1中的虛线图以简化 的形式示出)协作，从而使脱扣杆ll运动(例如枢转)，该脱扣杆使操作 机构13松开以打开(例如分离)断路器(未示出)的可分离触点15、 17，并切断电流的流动。这样，加热器组件l用于提供与由负载引出的电流的 大小直接相关的热脱扣响应。
除上述热脱扣响应外，热磁断路器还构造成对例如由电流过载条件产 生的磁场作出反应，从而提供相对更快的磁脱扣响应。通常，对磁场的响
应形式是衔铁21的运动，该衔铁的运动又松开断路器操作机构13以跳开 可分离触点15、 17。在图l的示例中，衔铁21的运动由磁脱扣机构23控 制。具体而言，磁脱扣机构23包括将衔铁21偏压离开发出磁场的磁部件 27的弹簧25。磁脱扣机构23的向下弯的约束部29约束衔铁21的离开磁 部件27的运动。因此，衔铁21可在对应于衔铁21与磁部件27接合并且 可分离触点15、 17跳开(未示出)的第一位置和对应于衔铁21离开磁部 件27并且可分离触点15、 17可闭合至所示位置的第二位置之间运动。弹 簧25将衔铁21朝第二位置偏压在约束部29上。
除其它缺点外，用销31联接到磁部件27的弹簧25必须在组装磁脱扣 机构23期间巻绕或旋绕在销31上，以便对弹簧25加载(charge )以偏压 衔铁21。这使得较难进行磁脱扣机构23的组装。另外，例如为了使磁脱 扣操作在不同的预定电流水平下产生而对机构23进行的调节需要拆卸磁 脱扣机构23,将弹簧25更换成不同的弹簧(未示出)，并重新组装磁脱 扣机构23,这具有与如上所述相同的缺点(例如但不限于，在组装时对弹 簧25加载)。
因此，电气开关装置及其磁脱扣机构仍有改进的空间。
发明内容
这些及其它需求由本发明的涉及用于电气开关装置的^兹脱扣机构的实 施例来满足，所述磁脱扣机构除其它优点外还可拆卸和调节。
作为本发明的一个方面，提供了一种用于电气开关装置的磁脱扣机构。 电气开关装置包括壳体、可分离触点以及用于打开和闭合可分离触点的操 作机构。磁脱扣机构包括构造成与电气开关装置的壳体联接的磁部件； 衔铁，该衔铁包括构造成与所述操作机构协作的第一端部、设置成与第一端部相对并远离第一端部的第二端部、面向磁部件的第一侧和背离磁部件 的笫二侧，衔铁构造成在对应于电气开关装置的可分离触点跳开的第 一位
置和对应于可分离触点可闭合的第二位置之间运动；衔铁约束件，该衔铁 约束件包括第一部分和远离该第一部分的第二部分；和可拆卸地联:接到衔 铁约束件的第一部分的偏压元件。当衔铁设置在第一位置时，衔铁的第一 侧的一部分与磁部件接合。当衔铁设置在第二位置时，衔铁的第二侧的一 部分与衔铁约束件的第二部分接合。衔铁约束件和偏压元件包括子组件， 其中衔铁约束件的第一部分构造成将子组件可拆卸地联接到磁部件，并且 在子组件被可拆卸地联接到磁部件之后，可对偏压元件加载以将衔铁朝第 二位置偏压离开第一位置。
磁部件可包括体部、从体部垂直向外延伸的第一壁和与第一壁相对地 从体部垂直向外延伸的第二壁。衔铁约束件的笫一部分可包括顶部、从顶 部垂直向外延伸的第一突片和与第一突片相对地从顶部垂直向外延伸的第 二突片。第一突片能可拆卸地联接到磁部件的第一壁，第二突片能可拆卸 地联接到磁部件的第二壁。磁部件的第 一壁和磁部件的第二壁均可包括突 出部，第一突片和第二突片均可包括孔口，其中当子组件联接到磁部件时， 磁部件的第一侧部的第一突出部设置在第一突片的孔口中，磁部件的第二 侧部的第二突出部设置在第二突片的孔口中。
子组件还可包括销，偏压元件可以是弹簧，其中销将弹簧可拆卸地联 接到第 一突片和第二突片。磁部件的第 一壁和磁部件的第二壁都还可包括 支架部。弹簧可具有多个绕圈，并且销可延伸穿过衔铁约束件的第一突片、
穿过弹簧的绕圏并穿过衔4失约束件的第二突片。当子组件可拆卸地联接到
磁部件时，销可设置在第一支架部和第二支架部中。销可包括第一端部、 第二端部、，没置在销的第二端部的头部、在销的第一端部与销的头部之间 延伸的柄杆以及设置在销的第二端部附近的扩大部分。销的扩大部分可与 销的头部隔开。销的柄杆可具有第一直径，销的头部可具有第二直径，销 的扩大部分可具有笫三直径。扩大部分的第三直径可大于柄杆的第一直径 且小于头部的第二直径。
12衔铁约束件的第一突片可包括栓锁(钥匙状，keyed)孔口。衔铁约束 件的第二突片可包括销孔。栓锁孔口可包括圆形开口和从圆形开口向外延
伸的径向延伸部。圆形开口可具有直径，其中圆形开口的直径大于销的扩 大部分的第三直径。当销可拆卸地联接到衔铁约束件时，销的第一端部可 延伸穿过衔铁约束件的第二突片的销开口，销的位于销的扩大部分与销的 头部之间的柄杆可设置在栓锁孔口的径向延伸部内，以使衔铁约束件的第 一突片设置在销的扩大部分与销的头部之间。
偏压元件可以是弹簧。弹簧可包括一定数量的支脚。衔铁约束件的第 一部分可包括顶部，该顶部包括第一端部、设置成与顶部的第一端部相对 并远离该第一端部的第二端部、第一边缘、设置成与该第一边缘相对的第 二边缘和弹簧孔口 。弹簧孔口可设置在顶部的第一端部与顶部的第二端部 之间，并且弹簧孔口可从顶部的第 一边缘附近延伸穿过顶部的第二边缘。 弹簧孔口可构造成接纳弹簧的所述一定数量的支脚。顶部的第二边缘可具 有至少一个调节部，弹簧可具有偏压力，其中弹簧的所述一定数量的支脚 中的每一个都可与所述至少一个调节部中相应的一个调节部协作，以调节 弹簧的偏压力。弹簧可具有第一支脚和第二支脚，所述至少一个调节部可 以是在顶部的第 一端部附近从顶部向外延伸出的第 一延伸部，和在顶部的 第二端部附近从顶部向外延伸出的第二延伸部。第 一延伸部和第二延伸部 均可包括多个凹部。当子組件可拆卸地联接到磁部件时，弹簧的第一支脚 可运动到第一延伸部的所述多个凹部中相应的一个凹部，弹簧的第二支脚 可运动到第二延伸部的所述多个凹部中相应的一个凹部，以对弹簧加载。
作为本发明的另一方面，电气开关装置包括壳体；由壳体包封的可 分离触点；构造成打开和闭合可分离触点的操作机构；和磁脱扣机构，该 磁脱扣机构包括与电气开关装置的壳体联接的磁部件；衔铁，该衔铁包 括可与操作机构协作的第一端部、设置成与第一端部相对并远离第一端部 的第二端部、面向^f兹部件的第一侧和背离^兹部件的第二侧，衔铁可在对应 于电气开关装置的可分离触点跳开的第一位置和对应于可分离触点可闭合 的第二位置之间运动；衔4失约束件，该衔铁约束件包括第一部分和设置成远离该第一部分的第二部分；和可拆卸地联接到衔铁约束件的第一部分的 偏压元件。当衔铁设置在第一位置时，衔铁的第一侧的一部分与磁部件接 合，当衔铁设置在第二位置时，衔铁的第二侧的一部分与衔铁约束件的第 二部分接合。衔铁约束件和偏压元件包括一子组件，其中衔铁约束件的第 一部分将子组件可拆卸地联接到磁部件，并且在子组件被可拆卸地联接到 磁部件之后，可对偏压元件加载以将衔铁朝第二位置偏压离开第 一位置。
在结合附图阅读时，从下文对优选实施例的说明中可获得对本发明的 充分理解，在附图中
图1是热磁脱扣单元的磁脱扣机构和加热器组件的部分分解的轴测视
图2是加热器组件及其加热器元件的轴测视图； 图3是图2的加热器元件的轴测视图4是断路器的一部分的側视图，其中断路器壳体的一部分被移去以 示出根据本发明 一个实施例的磁脱扣机构；
图5是图4的断路器的一部分和磁脱扣机构的部分分解的轴测视图； 图6A是图5的磁脱扣机构的一侧的一部分的放大的轴测装配视图； 图6B是图6A的磁脱扣机构部分的前浮见图；和 图7是图6B的磁脱扣机构的另一侧的轴测视图。
附图标记列表
I 加热器组件 3 加热器元件 5 加热器元件 7 双金属件
9 箭头
II 脱扣杆13 操作机构
15 触点
17 触点
100 加热器组件
102 加热器元件
104 加热器元件的第一端部
106 加热器元件的第二端部
108 中间部分
110 孔口
112 上表面
114 下表面
120 长形双金属件
122 长形双金属件的第一端部
124 长形双金属件的第二端部
126 长形双金属件的长度
130 第一弯曲部
132 第二弯曲部
134 第三弯曲部
136 第四弯曲部
138 第一部段
140 第二部段
142 第三部段
144 第一部段的长度
146 孔
148 孔
150 紧固件
152 加热器元件的笫一端部的第一侧部
154 加热器元件的第一端部的第二侧部156跨接部段
158突出部
160分路
162分路
200断路器
202壳体
204触点
206触点
208脱扣杆
210操作机构
212可动触臂
214极
216极
218极
300磁脱扣机构
302磁部件
304体部
306第一壁
308第二壁
310衔铁
312衔铁的第一端部
314衔铁的第二端部
316衔铁的第一侧
318衔铁的第二侧
320衔铁约束件
322衔铁约束件的第-一部分
324衔铁约束件的第.二部分
326顶部328第一突片
330第二突片
332第一壁的突出部
334第二壁的突出部
336第一突片的孔口
338第二突片的孔口
340弹簧
342第一壁的支架部
344第二壁的支架部
346绕圏
347第一支脚
348第二支脚
350子组件
352顶部的第一端部
354顶部的第二端部
356顶部的第一边缘
358顶部的第二边缘
360销
362销的笫一端部
364销的第二端部
366头部
368柄杆
370扩大部分
372柄杆的第一直径
374头部的第二直径
376扩大部分的笫三直径
378栓锁孔口
380销孔382圆形开口
384径向延伸部
386弹簧孔口
388第一调节部
390第二调节部
392A第一凹部
392B第一凹部
394A第二凹部
394B第二凹部
396A第三凹部
396B第三凹部
具体实施例方式
本文所用的方向用语例如前、后、顶、底以及它们的派生用语与图中 所示的元件的取向有关，并且不对权利要求构成限制，除非在本文中明确 说明。
如本文所用，术语"紧固件"是指任意适当的连接或固紧机构，确切
地包括但不限于铆接件、螺钉、螺栓以及螺栓和螺母(例如但不限于， 锁紧螺母)的组合及螺栓、垫圏和螺母的组合，以及不需要单独的紧固元 件(例如但不限于，铆接件；螺钉；螺栓和螺母；螺栓、垫圈和螺母的组 合)的连接机构，例如但不限于，使突起(例如但不限于，突片；突出部) 和开口 (例如但不限于，凹部；孑L;槽口)互锁的结构。
如本文所用，关于两个或更多个部分"联接"在一起的叙述是指各部 分直接地或通过一个或多个中间部分接合在一起。
如本文所用，术语"数量"是指l或大于l的整数(即多个)。 图2示出用于电气开关装置如断路器200 (在图2中部分示出；还参 见图4和5)的加热器组件100。在图4中最佳示出的断路器200包括壳体 202、可分离触点204、 206 (在图4中以简化形式示出；在图5中最佳示出)和脱扣杆208(还参见在图5中用虚线图以简化形式示出的脱扣杆208 )。 脱扣杆208构造成以一般公知的方式与操作机构(在图4和5中总体以附 图标记210表示)协作以打开和闭合可分离触点204、 206 (图4和5)。
加热器组件100包括与断路器壳体202联接的加热器元件102。如图3 所示，示例性的加热器元件102包括第一端部104、第二端部106和设置 在所述第一端部和第二端部之间的中间部分108。在第一端部104附近设 置有孔口 IIO，该孔口延伸穿过第一端部104的相对的上和下表面112、114。 除其它不同之处外，与具有必须适当地接合(例如但不限于，焊接)在一 起的多个加热器元件(图1示出两个加热器元件3、 5)的传统加热器组件 (例如图1的加热器组件1)不同，示例性的加热器元件102是由一件(一 片)连续的适当地导电和导热的材料(例如但不限于，铜)构成的单一部 件。
再次参照图2，亦参照图4和5，加热器组件IOO还包括具有相对的第 一和第二端部122、 124的长形(伸长的)双金属件120。长形双金属件120 可在第一位置(图2中以实线图示出；还在图4中示出)和第二位置(图 2中以虚线图示出)之间运动，所述第一位置对应于断路器可分离触点204、 206 (图4和5)可闭合，所述第二位置对应于长形双金属件120的第一端 部122弯曲成与上述脱扣杆208协作(图4)。具体而言，长形双金属件 120被由预定电流在流过加热器元件102时的流动产生的热能加热，因而 以一般公知的方式弯曲而使脱扣杆208 (图4和5)运动，并使操作机构 210木>开以跳开可分离触点204、 206 (图4和5)。长形双金属件120的 第二端部124适当地联接(例如但不限于，铆接)至上述加热器元件102 的中间部分108。
如下文中将更详细说明的，示例性的加热器组件100尤其独特的是， 长形双金属件120比传统双金属件(例如参见图1的加热器组件1的双金 属件7)长。具体而言，当长形双金属件120设置在第一位置(图2中以 实线图示出；还在图4中示出)时，长形双金属件120的第一端部122延 伸超出加热器元件102的第一端部104的上表面112而进入其孔口 110中。因此，长形双金属件120的长度126 (图2 )大于加热器元件102、特别是 其第一部段138 (下文说明)的长度144 (图2 )。
如图3最佳地示出，加热器元件102的中间部分108包括多个弯曲部 (例如但不限于，130、 132、 134、 136)，这些弯曲部限定出多个部段(例 如但不限于，138、 140、 142)。在此处所示及所述的示例中，加热器元件 102的第一和笫二端部104、 106相互平行，中间部分108的所述多个弯曲 部包括第一弯曲部130、第二弯曲部132、第三弯曲部134和第四弯曲部 136，这些弯曲部限定出第一部段138、第二部段140、第三部段142。具 体而言，第一部段138设置在第一弯曲部130和第二弯曲部132之间，并 与加热器元件102的第一端部104垂直。笫二部段140设置在第二弯曲部 132和第三弯曲部134之间，并从第一部段138垂直向外延伸。第三部段 142设置在第三和第四弯曲部134、 136之间，并从笫二部段140垂直向外 延伸，基本平行于第一部段138。然而，应当认识到，加热器元件(例如 102)可具有任意已知的或适当的替代数量和/或构型的弯曲部(未示出)。
示例性加热器元件102的上述孔口 IIO处于一长形槽口 110中，如图 所示，该长形槽口 110从加热器元件102的第一端部104附近延伸穿过加 热器元件102的中间部分108的第一部段138。这样，长形槽口110基本 上将第一端部104分为第一和第二侧部152、 154,其中长形双金属件120 的第一端部122在第一与第二侧部152、 154之间延伸，如图2和5所示。 加热器元件102的第一端部104还包括在加热器元件102的第一与第二侧 部152、 154之间延伸并使第一与第二侧部152、 154相互连接的跨接部段 156,以便在加热器元件102的第一端部104中存在长形槽口 110的情况下 仍保持第一端部104的强度和刚度。应认识到，跨接部段156还用于防止 基本上相互平行的第一和第二侧部152、 154例如响应于由通过侧部152、 154的电流的流动产生的磁吸引力而不希望地吸引在一起。
如图4所示，长形双金属件120还包括从长形双金属件120的第一端 部122向外延伸的突出部158 (还在图2和5中示出)。当长形双金属件 120设置在图4所示的第一位置时，突出部158的至少一部分延伸超出加
20热器元件102的上表面112而进入加热器元件102的孔口 110中，如图所 示。这是与其中整个双金属件(例如参见图1的双金属件7)都设置在加 热器元件的第一端部的上表面(例如参见图1的加热器元件3的上表面(未 指定附图标记))上方的传统加热器组件(例如参见图1的加热器组件1) 完全不同的结构。实际上，已知的加热器元件并不具有延伸穿过其第一端 部的上和下表面的孔口。
如图3和5所示，示例性加热器元件102的第二端部106还包括多个 孔146、 148(示出两个)。适当的紧固件例如图5所示的螺钉150构造成 延伸穿过所述孔中相应的一个孔148，以将加热器元件102紧固在断路器 壳体202 (图2和4)上。然而，可认识到，加热器元件(例如102)可具 有任意已知的或适当的替代数量和/或构型的孔(未示出)和用于该孔的紧 固件(未示出)而不会脱离本发明的范围。
继续参照图5，还可认识到，虽然为了节省公开篇幅在本文中仅示出 和详细说明了一个加热器组件100，但断路器200可釆用多个加热器组件 100、 100'、 100"。例如但非限制，图5示出三极断路器200，其中断路器 200的各个极214、 216、 218均具有相应的加热器组件100、 100'、 100"。 极216、 218和加热器组件100'、 IOO"在图5中以虛线图示出。然而应认识 到，它们与以实线图示出并详细说明的极214和加热器组件100基本相同。 示例性断路器200的脱扣杆208 (用图5中的虚线图以简化形式示出)延 伸跨过断路器200的全部三个极214、 216、 218，且因此可与加热器组件 100、 100'、 IOO"的每一个协作。
因此，所公开的加热器组件IOO(还参见图5的加热器組件100，、 100") 包括具有延长的长度126 (图2)的长形双金属件120,该长形双金属件提 供了用于致动脱扣杆208 (在图5中以简化形式示出)的机械增益(例如 但不限于，增大的杠杆臂及相关的致动力)。这是由独特的加热器元件102 实现的，除其它优点外，该加热器元件102是由一件连续的适当地导电和 导热的材料制成的单一部件，并且包括孔口 110以适应长形金属件120的 延长的长度126 (图2 )。另外，如图5所示，将加热器元件102电连接到
21断路器200的可动触臂212的分路(shunt) 160、 162有利地安置成比已 知的加热器组件(例如参见图1的加热器组件1)更远离长形双金属件120 和脱扣杆208。这有利地降低了分路160、 162无意地与脱扣杆(例如208 ) 千涉(例如缠结)的可能性。具体而言，如图2中最佳示出的，示例性加 热器组件100包括第一和第二分路160、 162 (图2中部分示出)。第一分 路160在加热器元件102的第一端部104的笫一侧部152电连接到加热器 元件102,而笫二分路162与第一分路160相对，在加热器元件102的第 一端部104的第二侧部154电连接到加热器元件102。两个分路160、 162 基本上都设置在加热器元件102的跨接部段156上，远离长形双金属件 120。
除上述加热器组件100外，示例性的断路器200 (图2、 4和5 )还包 括磁脱扣机构300 (在图2中部分示出；还参见图4-7)。磁脱扣机构300 包括与断路器壳体202联接的磁部件302,如图2所示，和衔铁310，如图 4所示。以一般公知的方式，衔铁310 (图4)可相对于磁部件302运动以 提供期望的脱扣响应。更具体而言，衔铁310包括构造成与脱扣杆208协 作的第一端部312、设置成与第一端部312相对并远离第一端部312的第 二端部314、面向》兹部件302的第一侧316和背离》兹部件302的第二侧318。 衔铁310可在对应于断路器200的可分离触点204、 206 (在图4中以简化 形式示出；还参见图5)跳开的第一位置(以虚线图示出)和对应于可分 离触点204、 206可闭合的第二位置(图4示出)之间运动。
磁脱扣机构300还包括具有第一部分322及远离该第一部分的第二部 分324的衔铁约束件320。 一偏压元件340可拆卸地联接到第一部分322， 如下文所述。当衔铁310设置在第一位置时，衔铁310的第一侧316的一 部分与磁部件302接合，当衔铁310设置在第二位置时，衔铁310的第二 侧318的一部分与衔4失约束件320的第二部分324接合，如图4所示。
如图5中最佳示出的，衔铁约束件320和在本文示出和说明的示例中 为弹簧340 (在图5中由虚线图示出；还在图6B和7中由实线图部分地示 出)的偏压元件340形成子组件350。如下文所述，衔铁约束件320的笫一部分322将子组件350可拆卸地联接到磁部件302。因此，除其它优点 外，子组件350还构造成较快地和较容易地与磁部件302连接和拆分，而 不需要使分离的单独部件(弹簧340;下文所述的销366;衔铁约束件320) 相对于磁部件302各自排布以将它们安装到磁部件302上。因此，应认识 到，磁脱扣机构300可较快地和较容易地修改或更换成适用于多种不同的 应用。此外，所公开的子组件350有利地无需弹簧340在组装磁脱扣机构 300之前或期间被加载。而是，示例性磁脱扣机构300的弹簧340可在子 組件350已4皮可拆卸地联接到磁部件302之后被加载而使衔铁310朝第二 位置偏离第一位置(如图4所示)，如下文所述。这大大简化了组装过程， 因为不需要在组装磁脱扣机构(例如，300)期间巻绕或旋绕偏压元件(例 如但不限于，弹簧340)。
现在更详细地说明所公开的磁部件302与子组件350之间的快速连接 和拆分功能。具体而言，在本文示出和说明的示例中，磁部件302包括体 部304和从体部304垂直向外延伸的相对的第一和第二壁306、 308。各个 壁306、 308分别具有突出部332 (图5和6A ) 、 334 (图2和7 )。衔铁 约束件320的第一部分322包括顶部326、从顶部326垂直向外延伸的第 一突片328 (图5、 6A和6B)和与第一突片328相对地从顶部326垂直向 外延伸的第二突片330 (图7)。第一突片328构造成可拆卸地联接到磁部 件302的笫一壁306,而第二突片330构造成可拆卸地联接到磁部件302 的第二壁308。更具体而言，当子组件350可拆卸地联接到磁部件302时， 磁部件302的第一壁306的第一突出部332设置到第一突片328的孔口 336 中，如图6A所示，而磁部件302的第二壁308的第二突出部334设置到 第二突片330的孔口 338中，如图7所示。
再次参照图5，示例性磁脱扣机构300的子組件350还包括销360 (在 图5中以虚线图示出；在图5中的安装位置还以实线图部分地示出头部 366 )。销360将弹簧340可拆卸地联接到衔铁约束件320的第一和第二突 片328、 330 (均在图7中示出)。更具体而言，第一和第二磁部件壁306、 308分别包括支架部342、 344，弹簧340具有多个绕圏346 (在图5中以虛线图示出；还参见图4、 6B和7)。销360延伸穿过衔铁约束件320的 笫一突片328、穿过弹簧340的绕圏346并且穿过衔铁约束件320的笫二 突片330，如图7中最佳示出。当子组件350可拆卸地联接到磁脱扣机构 300的磁部件302时，销360分别设置在磁部件302的第一和第二侧部306、 308的第一和第二支架部342、 344中。因此，应认识到，支架部342、 344 有利于子组件350的有利的快速连接和拆分能力。
示例性的销360包括相对的第一和笫二端部362、 364、设置在销360 的第二端部364的头部366、在第一端部362与头部366之间延伸的柄杆 368以及设置在第二端部364附近的扩大部分370，如图5中的虛线图所示。 更具体而言，销360的扩大部分370与头部366隔开。销360的柄杆368 具有第一直径372 (图7 )，销360的头部366具有第二直径374,销360 的扩大部分370具有第三直径376 (图6B)，其中扩大部分370的第三直 径376大于柄杆368的第一直径372,但小于头部366的第二直径374,如 图所示。
如图5和6A部分示出的，衔铁约束件320的第一突片328包括栓锁 孔口 378,如图7所示，衔铁约束件320的第二突片330包括销孔380。栓 锁孔口 378由具有直径386的圆形开口 382和从圆形开口 382向外延伸的 径向延伸部384构成，如图6A所示。栓锁孔口 378有利于销360将弹簧 340可拆卸地联接到衔^^约束件320的能力。具体而言，圆形开口 382的 直径386大于销360的扩大部分370的第三直径376。因此，当销360可 拆卸地联接到衔铁约束件320时，销360的第一端部362延伸穿过衔铁约 束件320的第二突片330的销开口 380，如图7所示，而销360的位于销 360的扩大部分370与销360的头部366之间的柄杆368设置在栓锁孔口 378的径向延伸部384内。这样，衔铁约束件320的第一突片328设置在 销360的扩大部分370与销360的头部366之间，如图6B最佳地示出。
如参照图7可认识到，除了由上述子组件350提供的快速连接和拆分 的优点外，示例性的磁脱扣机构300、特别是其衔铁约束件320还构造成 使得弹簧340能够在子组件350已被可拆卸地联接到磁部件302之后被加载，还使得由弹簧340提供的偏压力能够被调节。更具体而言，弹簧340 包括一定数量的支脚347、 348。在将子组件350安装到磁部件302之前， 支脚347、 348设置在衔铁约束件320的顶部326的弹簧孔口 386内，如图 5所示。在该取向上，弹簧340未被加载，而是优选地保持在该位置以便 于接近其端部352、 354。弹簧孔口 386设置在衔铁约束件320的顶部326 的第一与第二端部352、 354之间，并从顶部326的第一边缘356附近延伸 穿过顶部326的第二边缘358，如图所示。因此，弹簧孔口 386的结构允 许弹簧340的支脚347、 348从图5所示的未加载位置运动到图7的加载位 置。
此外，示例性衔^^约束件320的顶部326的第二边缘358具有至少一 个调节部388、 390，弹簧支脚347、 348可与所述调节部协作以调节(例 如，增大；减小)弹簧340的偏压力。在图7的示例中，调节部由在衔铁 约束件320的顶部326的第一端部352附近从顶部326向外延伸的第一延 伸部388和在顶部326的第二端部354附近从顶部326向外延伸的第二延 伸部3卯构成。各个延伸部388和390分别包括多个凹部392A、 394A、 396A和392B、 394B、 396B。当子组件350可拆卸地联接到磁部件302时， 如图所示，弹簧340的第一支脚347可运动到第一延伸部388的凹部392A、 394A、 396A中相应的一个，弹簧340的第二支脚348可运动到第二延伸 部3卯的凹部392B、 394B、 396B中相应的一个，以便加载弹簧340。此 外，可通过改变供弹簧支脚347、348分别安置的凹部(例如但不限于，392A、 394A、 396A、 392B、 394B、 396B )来增大或减小弹簧340的偏压力。例 如而非限制，使弹簧支脚347从凹部392A运动到凹部394A并使弹簧支脚 348从凹部392B运动到凹部394B将导致加在衔铁310 (图4 )上的弹簧偏 压力增大。同样，例如而非限制，弹簧支脚347从凹部396A运动到凹部 394A以及弹簧支脚348从凹部396B运动到凹部394B将导致弹簧力减小。 应认识到，磁脱扣机构300可采用具有任意已知或适当的数量和/或构型的 凹部(未示出)的任意已知的或适当的替代数量和/或构型的调节部(未示 出)，或者其它适当的调节机构(未示出)。因此，所公开的磁脱扣机构300提供了这样一种子组件350，该子组 件除其它优点外，还可快速地和容易地连接和拆分，其中在子组件350已 被可拆卸地联接到磁部件302之前和期间都不需要对子组件350的弹簧 340进行加载。另外，仅通过调节现有弹簧340的支脚347、 348以改变其 提供的偏压力便可较快速地和较容易地调节磁脱扣机构300的操作特性， 而无需拆卸磁脱扣机构300和/或用另外的不同(例如，尺寸不同)的弹簧
(未示出)来更换弹簧340。
应认识到，尽管本文示出和说明的断路器200既包括上述加热器组件 100也包括上述磁脱扣机构300，但是本发明也可"^殳想仅采用加热器组件 100和磁脱扣机构300中的一个或另一个的多种不同构型的电气开关装置
(未示出)。因此，同时设置有加热器组件100和》兹脱扣机构300两者除 其它优点外还可用于单独地和/或共同地有利于断路器200的组装和改善断 路器200的操作性能。
尽管已详细说明了本发明的具体实施例，但本领域技术人员应认识到， 可根据本公开的全部教导对这些细节作出各种变型和替代方案。因此，所 公开的特定结构仅是例述性的而非限制本发明的范围，本发明的范围将给 定为所附权利要求及其任意和所有等同物的全部范围。
2权利要求
1.一种用于电气开关装置(200)的磁脱扣机构(300)，所述电气开关装置(200)包括壳体(202)、可分离触点(204、206)以及用于打开和闭合所述可分离触点(204、206)的操作机构(210)，所述磁脱扣机构(300)包括构造成与所述电气开关装置(200)的壳体(202)联接的磁部件(302)；衔铁(310)，该衔铁包括构造成与所述操作机构(210)协作的第一端部(312)、设置成与所述第一端部(312)相对并远离该第一端部(312)的第二端部(314)、面向所述磁部件(302)的第一侧(316)和背离所述磁部件(302)的第二侧(318)，所述衔铁(310)构造成在对应于所述电气开关装置(200)的所述可分离触点(204、206)跳开的第一位置和对应于所述可分离触点(204、206)可闭合的第二位置之间运动；衔铁约束件(320)，该衔铁约束件包括第一部分(322)和远离该第一部分(322)的第二部分(324)；和可拆卸地联接到所述衔铁约束件(320)的第一部分(322)的偏压元件(340)，其中，当所述衔铁(310)设置在所述第一位置时，所述衔铁(310)的第一侧(316)的一部分与所述磁部件(302)接合；其中，当所述衔铁(310)设置在所述第二位置时，所述衔铁(310)的第二侧(318)的一部分与所述衔铁约束件(320)的第二部分(324)接合；其中，所述衔铁约束件(320)和所述偏压元件(340)包括子组件(350)，其中，所述衔铁约束件(320)的第一部分(322)构造成将所述子组件(350)可拆卸地联接到所述磁部件(302)，以及其中，在所述子组件(350)被可拆卸地联接到所述磁部件(302)之后，可对所述偏压元件(340)加载以将所述衔铁(310)朝所述第二位置偏压离开所述第一位置。
2. 根据权利要求1所迷的磁脱扣机构(300),其特征在于，所迷 磁部件(302)包括体部(304)、从所述体部(304)垂直向外延伸的第一 壁(306)和与所述第一壁(306 )相对地从所述体部(304)垂直向外延伸 的笫二壁(308 );所迷衔铁约束件(320 )的第一部分(322 )包括顶部(326 )、 从所述顶部(326 )垂直向外延伸的第一突片(328 )和与所迷第一突片(328 ) 相对地从所述顶部(326)垂直向外延伸的第二突片(330);所述第一突 片(328)可拆卸地联接到所迷磁部件(302)的第一壁(306);所迷第二 突片(330)可拆卸地联接到所迷磁部件(302)的第二壁(308)。
3. 根据权利要求2所述的磁脱扣机构(300)，其特征在于，所述 磁部件(302)的笫一壁(306)和所述磁部件(302)的第二壁(308)均 包括突出部(332、 334);所述第一突片(328)和所述第二突片(330) 均包括孔口 (336、 338);当所述子組件(350)可拆卸地联接到所迷磁部 件(302)时，所述磁部件(302)的第一壁(306)的第一突出部(332) 设置在所述第一突片(328)的孔口 (336)中，所述磁部件(302)的第二 壁(308)的第二突出部(334)设置在所述第二突片(330)的孔口 (338) 中。
4. 根据权利要求2所述的磁脱扣机构(300)，其特征在于，所迷 子组件(350)还包括销(360 );所述偏压元件是弹簧(340);所述销(360) 将所述弹簧(340)可拆卸地联接到所述第一突片(328)和所述第二突片(330)
5. 根据权利要求4所述的磁脱扣机构(300)，其特征在于，所述 磁部件(302)的第一壁(306)和所述磁部件(302)的第二壁(308)都 还包括支架部(342、 344);所述弹簧(340)具有多个绕圏(346);所 述销(360)延伸穿过所迷衔铁约束件(320)的第一突片(328)、穿过所 述弹簧(340 )的绕圏(346)并穿过所迷衔铁约束件(320 )的第二突片(330 ); 当所述子组件(350 )可拆卸地联接到所迷磁部件(302 )时，所述销(360 ) 设置在所述第一支架部(342)和所述第二支架部(344)中。
6. 根据权利要求4所述的磁脱扣机构(300)，其特征在于，所述销(360)包括第一端部(362)、第二端部(364)、设置在所述销(360) 的第二端部(364)的头部(366)、在所述销(360)的第一端部(362) 与所述销(360)的头部(366)之间延伸的柄杆(368)以及i殳置在所述销(360)的第二端部(364)附近的扩大部分(370);所述销(360)的扩 大部分(370)与所述销(360)的头部(366)隔开；所述销(360)的柄 杆(368)具有第一直径(372);所述销(360)的头部(366)具有第二 直径(374);所述销(360)的扩大部分(370)具有第三直径(376); 所述扩大部分(370)的笫三直径(376)大于所述柄杆(368)的笫一直径(372)且小于所述头部(366)的第二直径(374)。
7. 根据权利要求6所述的磁脱扣机构(300),其特征在于，所述 衔铁约束件(320)的第一突片(328)包括栓锁孔口 (378);所述衔铁约 束件(320)的第二突片(330)包括销孔(380);所述栓锁孔口 (378) 包括圆形开口( 382 )和从所述圆形开口( 382 )向外延伸的径向延伸部(384 ); 所述圆形开口 (382)具有直径(386);所述圆形开口 ( 382 )的直径(386 ) 大于所述销(360 )的扩大部分(370 )的第三直径(376 );当所述销(360 ) 可拆卸地联接到所述衔铁约束件(320 )时，所述销(360 )的第 一端部(362 ) 延伸穿过所述衔铁约束件(320)的第二突片(330)的销开口 (380)，所 述销(360)的位于所述销(360)的扩大部分(370)与所述销(360)的 头部(366)之间的柄杆(368)设置在所述栓锁孔口 (378)的径向延伸部(384)内，以使所述衔铁约束件(320)的第一突片(328)设置在所述销 (360)的扩大部分(370)与所述销(360)的头部(366)之间。
8. 4艮据权利要求1所述的磁脱扣机构(300)，其特征在于，所述 偏压元件是弹簧(340 );所述弹簧(340 )包括一定数量的支脚(347、 348 ); 所述衔铁约束件(320)的第一部分(322)包括顶部(326),该顶部包括 第一端部(352)、设置成与所述顶部(326)的第一端部(352)相对并远 离该第一端部(352)的第二端部(354)、第一边缘(356)、设置成与该 第一边缘(356)相对的第二边缘(358)和弹簧孔口 (386);所述弹簧孔 口 (386)设置在所述顶部(326)的第一端部(352)与所述顶部(326)的第二端部(354)之间；所述弹簧孔口 (386)从所述顶部(326)的第一 边缘(356)附近延伸穿过所述顶部(326)的第二边缘(358);所述弹簧 孔口 ( 386 )构造成接纳所述弹簧(340 )的所述一定数量的支脚(347、 348 )。
9. 根据权利要求8所述的磁脱扣机构(300)，其特征在于，所述 顶部(326)的第二边缘(358)具有至少一个调节部(388、 390);所述 弹簧(340)具有偏压力；所述弹簧(340)的所述一定数量的支脚(347、 348)中的每一个都可与所述至少一个调节部(388、 390)中相应的一个调 节部协作，以调节所迷弹簧(340)的偏压力。
10. 根据权利要求9所述的磁脱扣机构(300),其特征在于，所述 弹簧(340)具有第一支脚(347)和第二支脚(348);所述至少一个调节 部是在所述顶部(326)的第一端部(352)附近从所述顶部(326)向外延 伸出的第一延伸部(388)，和在所述顶部(326)的第二端部(354)附近 从所述顶部(326 )向外延伸出的第二延伸部(390 );所述第一延伸部(388 ) 和所述第二延伸部(3卯)均包括多个凹部(392A、 392B、 394A、 394B、 396A、 396B);当所述子组件(350)可拆卸地联接到所述磁部件(302) 时，所述弹簧(340)的第一支脚(347)可运动到所述第一延伸部(388) 的所述多个凹部(392A、 394A、 396A )中相应的一个凹部，所述弹簧(340) 的第二支脚(348 )可运动到所迷第二延伸部(390 )的所述多个凹部(392B、 394B、 396B)中相应的一个凹部，以对所述弹簧(340)加载。
11. 一种电气开关装置(200)，包括 壳体(202 );由所述壳体(202)包封的可分离触点(204、 206); 构造成打开和闭合所述可分离触点(204、 206)的操作机构(210);和磁脱扣机构(300)，该磁脱扣机构包括与所述电气开关装置(200)的壳体(202 )联接的磁部件(302 ); 衔铁(310),该衔铁包括可与所迷操作机构(210)协作的第一 端部(312)、设置成与所述笫一端部(312)相对并远离该第一端部(312)的第二端部(314)、面向所述J兹部件(302)的第一侧(316)和背离所述 磁部件(302)的第二侧(318)，所述衔铁(310)可在对应于所述电气开 关装置(加0)的所述可分离触点"04、 206)跳开的第一位置和对应于所 述可分离触点(204、 206)可闭合的第二位置之间运动；衔铁约束件(320)，该衔铁约束件包括第一部分(322)和设置 成远离该第一部分(322)的第二部分(324);和可拆卸地联接到所述衔铁约束件(320)的第一部分(322)的偏 压元件(340 )，其中，当所述衔铁(310)设置在所述第一位置时，所述衔铁(310) 的第一侧(316)的一部分与所述磁部件(302)接合；其中，当所迷衔铁(310)设置在所述第二位置时，所述衔铁(310) 的第二侧(318)的一部分与所述衔铁约束件(320)的第二部分(324)接合；其中，所述衔铁约束件(320)和所述偏压元件(340)包括子组 件(350)，其中，所述衔铁约束件(320)的第一部分(322)将所述子组件 (350)可拆卸地联接到所述磁部件(302)，以及其中，在所述子组件(350 )被可拆卸地联接到所述磁部件(302 ) 之后，可对所述偏压元件(340)加载以将所述衔4失(310)朝所述第二位 置偏压离开所述第一位置。
12.根据权利要求ll所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所 述磁脱扣机构(邓0)的所述磁部件(302)包括体部(304)、从所述体部 (304)垂直向外延伸的第一壁(306)和与所述第一壁(306)相对地从所 述体部(304)垂直向外延伸的第二壁(308);所述衔铁约束件(320)的 第一部分(322)包括顶部(326)、从所述顶部(326)垂直向外延伸的第 一突片(328)和与所述第一突片(328)相对地从所述顶部(326)垂直向 外延伸的第二突片(330);所述第一突片(328)可拆卸地联接到所述磁 部件(302)的第一壁(306);所述第二突片(330)可拆卸地联接到所述磁部件(302)的第二壁(308)。
13. 根据权利要求12所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所 述磁部件(302)的第一壁(306)和所i^磁部件(302)的第二壁(308) 均包括突出部(332、 334);所述第一突片(328)和所述第二突片(330) 均包括孔口 (336、 338);当所述子组件(350)可拆卸地联接到所ii^磁部 件(302)时，所述磁部件(302)的第一壁(306)的第一突出部(332) 设置在所述第一突片(328)的孔口 (336、 338)中，所述磁部件(302) 的第二壁(308)的第二突出部(334)设置在所述第二突片(330)的孔口(338)中。
14. 根据权利要求12所述的电气开关装置(200),其特征在于，所 述子组件(350)还包括销(360);所述偏压元件是弹簧(340);所迷销(360)将所述弹簧(340)可拆卸地联接到所述第一突片(328)和所述第 二突片(330)。
15. 根据权利要求14所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所 述磁部件(302)的第一壁(306)和所述磁部件(302 )的第二壁(308) 都还包括支架部(342、 344);所述弹簧(340)具有多个绕圏(346); 所述销(360)延伸穿过所述衔铁约束件(320)的第一突片(328)、穿过 所述弹簧(340)的绕圏(346)并穿过所述衔铁约束件(320)的第二突片(330);当所述子组件(350)可拆卸地联接到所i^磁部件(302)时，所 述销(360)设置在所述第一支架部(342)和所述第二支架部(344)中。
16. 根据权利要求14所述的电气开关装置(200),其特征在于，所 述销(360 )包括第一端部(362 )、第二端部(364 )、设置在所述销(360 ) 的第二端部(364)的头部(366)、在所述销(360)的第一端部(362) 与所述销(360)的头部(366)之间延伸的柄杆(368)以及设置在所述销(360)的第二端部(364)附近的扩大部分(370);所述销(360)的扩 大部分(370)与所述销(360)的头部(366)隔开；所述销(360)的柄 杆(368)具有第一直径(372);所述销(360)的头部(366)具有第二 直径(374);所述销(360)的扩大部分(370)具有第三直径(376);所述扩大部分(370)的第三直径(376)大于所述柄杆(368)的第一直径 (372)且小于所述头部(366)的笫二直径(374)。
17. 根椐权利要求16所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所 述衔铁约束件(320)的第一突片(328)包括栓锁孔口 (378);所述衔铁 约束件(320)的第二突片(330)包括销孔(380);所述栓锁孔口 (378) 包括圆形开口( 382 )和从所述圆形开口( 382 )向外延伸的径向延伸部(384 ); 所述圓形开口 ( 382 )具有直径(386 );所述圆形开口 ( 382 )的直径(386 ) 大于所述销(360 )的扩大部分(370 )的第三直径(376 );当所述销(360 ) 可拆卸地联接到所述衔铁约束件(320 )时，所述销(360 )的第 一端部(362 ) 延伸穿过所述衔^l失约束件(320)的第二突片(330)的销开口 (380)，所 述销(360)的位于所述销(360)的扩大部分(370)与所述销(360 )的 头部(366)之间的柄杆(368)设置在所述栓锁孔口 (378)的径向延伸部(384)内，以使所述衔铁约束件(320)的第一突片(328)设置在所述销 (360)的扩大部分(370)与所述销(360)的头部(366)之间。
18. 根椐权利要求ll所述的电气开关装置(200),其特征在于，所 l磁脱扣机构(300)的所述偏压元件是弹簧(340);所述弹簧(340)包 括一定数量的支脚(347、 348 );所述衔铁约束件(320 )的第一部分(322 ) 包括顶部(326),该顶部包括第一端部(352)、设置成与所述顶部(326) 的第一端部(352)相对并远离该第一端部(352)的第二端部(354)、第 一边缘(356)、设置成与该第一边缘(356)相对的第二边缘(358)和弹 簧孔口 (386);所述弹簧孔口 (386)设置在所述顶部(326)的第一端部(352)与所述顶部(326)的第二端部(354)之间；所述弹簧孔口 (386) 从所述顶部(326)的第一边缘(356)附近延伸穿过所述顶部(326)的第 二边缘(358);所述弹簧孔口 (386)构造成接纳所述弹簧(340)的所述 一定数量的支脚(347、 348)。
19. 根据权利要求18所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所 述顶部(326)的第二边缘(358)具有至少一个调节部(388、 390);所 述弹簧(340 )具有偏压力；所述弹簧(340 )的所述一定数量的支脚(347、348)中的每一个都可与所述至少一个调节部(388、 390)中相应的一个调 节部协作，以调节所述弹簧(340)的偏压力。
20.根据权利要求19所述的电气开关装置(200)，其特征在于，所 述弹簧(340)具有第一支脚(347)和第二支脚(348);所述至少一个调 节部是在所述顶部(326)的第一端部(352)附近从所述顶部(326)向外 延伸出的第一延伸部(388)，和在所述顶部(326)的笫二端部(354)附 近从所述顶部(326)向外延伸出的第二延伸部(3卯)；所述第一延伸部 (388)和所述第二延伸部(390)均包括多个凹部(392A、 392B、 394A、 394B、 396A、 396B);当所述子组件(350)可拆卸地联接到所i^J兹部件 (302)时，所述弹簧(340)的第一支脚(347)可运动到所述第一延伸部 (388)的所述多个凹部(392A、 394A、 396A)中相应的一个凹部，所述 弹簧(340)的第二支脚(348)可运动到所述第二延伸部(390)的所述多 个凹部(392B、 394B、 396B)中相应的一个凹部，以对所述弹簧(340) 加载。
全文摘要
本发明涉及磁脱扣机构(300)及采用该机构的电气开关装置(200)。该机构包括磁部件(302)、具有相对的第一和第二端部(312、314)及第一和第二侧(316、318)的衔铁(310)、衔铁约束件(320)和偏压元件(340)。衔铁在分别对应于电气开关装置的可分离触点(204、206)跳开和可闭合的第一和第二位置之间运动。衔铁约束件包括第一和第二部分(322、324)。在第一位置衔铁的第一侧与磁部件接合。在第二位置衔铁的第二侧与衔铁约束件的第二部分接合。衔铁约束件和偏压元件包括可拆卸地联接到磁部件的子组件(350)。在可拆卸地联接到磁部件后偏压元件可被加载以将衔铁朝第二位置偏压离开第一位置。
文档编号H01H71/24GK101593641SQ20091013827
公开日2009年12月2日 申请日期2009年5月31日 优先权日2008年5月30日
发明者B·J·沙尔滕布兰德, C·J·普哈拉, K·E·托马斯, K·J·麦卡锡 申请人:伊顿公司