断路器的自动跳闸柱塞以及断路器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及断路器的自动跳闸柱塞以及断路器，具体公开了一种断路器（20）的自动跳闸柱塞（1），用于打开断路器（20）的触点以从电流源安装和拆卸断路器（20），自动跳闸柱塞（1）包括压缩弹簧（2），其中，自动跳闸柱塞（1）包括第一主体区段（3）和第二主体区段（4），第一主体区段（3）具有接触表面（5），接触表面（5）用于接触断路器（20）的跳闸元件，第二主体区段（4）包括柄轴（6），柄轴（6）用于装配在压缩弹簧（2）中，其中，在柄轴（6）的自由端部（7）处，柄轴（6）包括用于保持压缩弹簧（2）的至少一个径向凸起（8、9）。本发明还涉及具有此类自动跳闸柱塞（1）的断路器。
【专利说明】断路器的自动跳闸柱塞以及断路器
【技术领域】
[0001]本发明涉及断路器的自动跳闸柱塞（autotrip plunger),用于打开断路器的触点以从电流源安装和拆卸断路器，其包括压缩弹簧。此外，本发明涉及断路器，特别涉及模制外壳断路器，其包括固定触点和可移动触点、用于将可移动触点从固定触点断开的跳闸元件、以及可移动自动跳闸柱塞，可移动自动跳闸柱塞用于操作跳闸元件以打开断路器的触点以从电流源安装和拆卸断路器。
【背景技术】
[0002]一种机电装置用于从电流源安装和拆卸模制外壳断路器（MCCB )。为了安装人员的安全，每当将MCCB引入电流源或从电流源取出时，称为“自动跳闸柱塞”的机械装置必须打开MCCB的触点。自动跳闸柱塞经由跳闸元件(如跳闸杠杆）与MCCB机构直接相互作用，以打开触点。用于进行此操作的能量由压缩弹簧提供，该压缩弹簧称为“自动跳闸柱塞弹簧”。
[0003]现今，模制外壳断路器的市场需求在于维持模制外壳断路器的性能要求并且经受较小的框架空间。为了实现这一点，模制外壳断路器机构被设计成具有大力，这损害了模制外壳断路器中的其他部件的内部自由空间。
[0004]已经存在具有柱塞的模制外壳断路器，该柱塞具有缝槽，内部弹簧可放置在缝槽中。柱塞被放置在模制外壳断路器中，位于电子跳闸单元（ETU)或热磁跳闸单元（TMTU)与框架之间。
[0005]模制外壳断路器的其他柱塞具有内部弹簧，其中，弹簧的外径与柱塞的外包络范围相同。柱塞被安装在模制外壳断路器的框架内。
[0006]此类自动跳闸柱塞的一个技术问题是需要具有内部弹簧，该内部弹簧不影响柱塞的机械强度并且能够被容易地安装。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的一个目的在于至少部分地解决断路器尤其是模制外壳断路器的上述问题。具体地，本发明的目的在于提供一种断路器尤其是模制外壳断路器的自动跳闸柱塞并且提供一种断路器尤其是模制外壳断路器，其允许以容易的方式组装自动跳闸柱塞弹簧并且不影响自动跳闸柱塞的机械强度。
[0008]前述目的由根据独立权利要求I的自动跳闸柱塞和根据独立权利要求8的断路器解决。本发明的进一步特征和细节来自于从属权利要求、说明书和附图。关于自动跳闸柱塞所讨论的特征和细节也可应用于断路器，反之亦然。
[0009]根据本发明的第一方面，前述目的由断路器的自动跳闸柱塞解决，该自动跳闸柱塞用于打开断路器的触点以从电流源安装和拆卸断路器，自动跳闸柱塞包括压缩弹簧。自动跳闸柱塞包括第一主体区段和第二主体区段，第一主体区段具有接触表面，接触表面用于接触断路器的跳闸元件，第二主体区段包括柄轴，柄轴用于装配在压缩弹簧中。在柄轴的自由端部处，柄轴包括用于保持压缩弹簧的至少一个径向凸起。[0010]这种自动跳闸柱塞允许以容易的方式组装压缩弹簧(其是自动跳闸柱塞弹簧）并且不损害自动跳闸柱塞的机械强度。自动跳闸柱塞包括第一主体区段和第二主体区段。第一主体区段和第二主体区段彼此合为一体。有利地，自动跳闸柱塞被形成为单件，特别地，其是整块的。优选地，自动跳闸柱塞的主体区段沿相同的纵向轴线彼此相邻布置。
[0011]由于第二主体区段包括用于装配在压缩弹簧中的柄轴并且在柄轴的自由端部处包括用于保持压缩弹簧的至少一个径向凸起，压缩弹簧可放置在断路器的壳体外。通过越过至少一个径向凸起将压缩弹簧转动到柄轴，压缩弹簧能够被容易地安装到柄轴上。在将压缩弹簧转动到柄轴上之后，柄轴的自由端部处的至少一个径向凸起充当压缩弹簧沿一个方向的止动部。这意味着压缩弹簧被柄轴的自由端部处的至少一个径向凸起保持在柄轴上。由于压缩弹簧被布置(特别是形状配合地布置）在第二主体区段的柄轴周围，压缩弹簧的第二端可被断路器的框架阻挡。这意味着壳体的外部可阻挡压缩弹簧。
[0012]这种自动跳闸柱塞可被容易地安装到断路器。这意味着自动跳闸柱塞能够在断路器内移动，尤其沿轴向方向，以便操作断路器中的跳闸元件。只有具有接触表面的第一主体区段以及第二主体区段的一部分延伸到断路器内。压缩弹簧被布置在断路器的壳体外。这意味着压缩弹簧可在断路器框架外被压缩和解压缩。
[0013]由于压缩弹簧放置在外部，因此能够容易地从自动跳闸柱塞的第二主体区段的柄轴安装和拆卸压缩弹簧。这种外部放置不会占据MCCB的内部空间。
[0014]至少一个径向凸起所具有的尺寸使得在压缩弹簧越过该凸起被组装到柄轴之后，该至少一个径向凸起阻挡压缩弹簧。
[0015]优选地，自动跳闸柱塞具有两个径向凸起，该两个径向凸起布置在柄轴的自由端部处，其中，两个凸起布置在柄轴的相对侧或几乎相对侧。柄轴的自由端部处的这种径向凸起使得能够越过径向凸起将压缩弹簧组装到柄轴并且在压缩弹簧被完全转动到柄轴上之后还充当压缩弹簧的牢固止动部。
[0016]一种自动跳闸柱塞是优选的，其特征在于至少一个径向凸起所具有的尺寸使得压缩弹簧能够越过至少一个径向凸起而被组装到自动跳闸柱塞的第二主体区段的柄轴。径向凸起装配在压缩弹簧的节距之间，从而压缩弹簧能够被转动到柄轴。为了将压缩弹簧组装到柄轴，压缩弹簧必须首先倾斜到柄轴的纵向轴线。
[0017]径向凸起可具有任何形状。一种自动跳闸柱塞是优选的，其特征在于至少一个径向凸起与柄轴的纵向轴线的角度为80°度至100°度，尤其是90°度。至少一个径向凸起的这种布置在压缩弹簧被安装在柄轴上之后确保了压缩弹簧的止动部。一种自动跳闸柱塞是优选的，其中，至少一个径向凸起成90°度角。这种自动跳闸柱塞使得能够将压缩弹簧容易地安装到自动跳闸柱塞的柄轴并且容易地从自动跳闸柱塞的柄轴拆卸压缩弹簧。
[0018]一种自动跳闸柱塞可具有柄轴，该柄轴具有矩形、椭圆形或圆形的横截面。由于空间限制和机械要求，具有矩形横截面的柄轴是优选的。矩形轮廓显现出最好的抵抗轴向负载所引起的偏转的能力。
[0019]此外，根据本发明的优选进展，一种动跳闸柱塞的特征在于第一主体区段包括闩锁元件，尤其是卡闩，用于将自动跳闸柱塞保持在断路器内。这意味着第一主体区段具有闩锁元件，尤其是卡闩，以在跳闸动作之后将自动跳闸柱塞保持在框架内。闩锁元件优选地布置在自动跳闸柱塞的第一主体区段的中部。[0020]一种自动跳闸柱塞是优选的，其特征在于第一主体区段的接触表面具有凸轮轮廓。这种自动跳闸柱塞使得断路器的跳闸元件能够进行安全的操作。凸轮轮廓确保了跳闸元件(如跳闸杠杆）的规定致动。
[0021]根据本发明的第二方面，所述目的由一种断路器尤其是模制外壳断路器解决，该断路器包括固定触点和可移动触点、用于将可移动触点从固定触点断开的跳闸元件、以及可移动自动跳闸柱塞，自动跳闸柱塞用于操作跳闸元件以打开断路器的触点以从电流源安装和拆卸断路器。该断路器的特征在于自动跳闸柱塞是根据本发明的第一方面(特别是权利要求I至7中任一项）的自动跳闸柱塞。
[0022]这种断路器(尤其是模制外壳断路器）不需要过多的空间用于自动跳闸柱塞，并且允许以容易的方式组装自动跳闸柱塞弹簧并且不损害自动跳闸柱塞的机械强度。具有根据本发明第一方面的自动跳闸柱塞的这种断路器具有如已经关于自动跳闸柱塞描述的相同优点。
[0023]该断路器使得能够以容易的方式将自动跳闸柱塞安装到断路器。压缩弹簧可围绕自动跳闸柱塞的第二主体区段布置，从而最小化由自动跳闸柱塞和弹簧一起占据的包络范围。
[0024]一种断路器是优选的，其特征在于自动跳闸柱塞被布置在断路器处，使得第一主体区段被布置在断路器的壳体内以便用其接触表面接触断路器的跳闸元件，并且第二主体区段的至少一部分被布置在断路器的壳体外，压缩弹簧可压缩地位于断路器的壳体外。这种断路器使得能够将压缩弹簧安装到自动跳闸柱塞的柄轴并且从自动跳闸柱塞的柄轴拆卸压缩弹簧。自动跳闸柱塞仅仅极小量地损害了断路器的内部自由空间。自动跳闸柱塞的压缩弹簧不会损害柱塞的机械强度。
[0025]自动跳闸柱塞的压缩弹簧优选地被布置在壳体的外侧和自动跳闸柱塞的柄轴的至少一个径向凸起之间。特别地，一种断路器是优选的，其中压缩弹簧被布置在壳体的外侧和自动跳闸柱塞的柄轴的端部处的两个径向凸起之间，其中，所述径向凸起被布置在柄轴的相对侧。自动跳闸柱塞能够沿其纵向轴线轴向移动，以便与断路器的跳闸元件形成操作接触，从而将断路器的固定触点和可移动触点彼此断开。这使得断路器能够被安装到电流源或者从电流源拆卸。
[0026]另外，一种断路器是优选的，其特征在于断路器的壳体包括凹口，用于引导自动跳闸柱塞的第二主体区段并且用于构建压缩弹簧的止动部。断路器的下壳体可具有凹口，以压缩所安装的压缩弹簧。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]参照附图进一步描述本发明。附图示意性示出：
图I是根据本发明的自动跳闸柱塞；
图2是图I所不自动跳闸柱塞的底部；
图3是图I所示自动跳闸柱塞的压缩弹簧；
图4是自动跳闸柱塞和压缩弹簧；
图5是压缩弹簧到自动跳闸柱塞的柄轴的安装顺序；
图6是被安装在根据本发明的断路器中的自动跳闸柱塞；并且 图7是根据本发明的断路器的底视图。
[0028]在图I至图7中，具有相同功能和效果的特征具有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0029]图I示出了根据本发明的自动跳闸柱塞I。自动跳闸柱塞I用于打开断路器20的触点以从电流源安装和拆卸断路器20。自动跳闸柱塞I包括第一主体区段3和第二主体区段4。第一主体区段3具有接触表面5，接触表面5具有凸轮轮廓，用于接触断路器20的跳闸元件。第二主体区段4包括用于装配在压缩弹簧2中的柄轴6，其中，在柄轴6的自由端部7处，柄轴6包括两个径向凸起8、9，用于在将压缩弹簧2组装到柄轴6之后保持压缩弹簧2。两个径向凸起8、9布置在柄轴6的自由端部7处。两个径向凸起8、9布置在柄轴6的相对侧。
[0030]图3示出了自动跳闸柱塞I的压缩弹簧2。图4示意性地示出了自动跳闸柱塞I和压缩弹簧2。压缩弹簧2围绕自动跳闸柱塞I的柄轴6组装。
[0031]图5示出了压缩弹簧2到自动跳闸柱塞I的柄轴6的安装顺序。首先，必须将压缩弹簧2倾斜到柄轴6的纵向轴线。由此，起初将凸起9布置在压缩弹簧2的线圈之间，参见图5 (I)。然后，转动压缩弹簧2，从而将第二凸起8也布置在压缩弹簧2的线圈之间，参见图5 (2)。然后，进一步转动压缩弹簧2，直到凸起8、9到达压缩弹簧2的端部，参见图5
(3)。在图5 (4)中，第一凸起9已经到达压缩弹簧2的端部。在图5 (5)中，第二凸起8也已经到达压缩弹簧2的端部。在图5 (6)中，压缩弹簧2被完全组装到自动跳闸柱塞I的柄轴6。凸起8、9现在充当压缩弹簧2的止动部。
[0032]在被组装到自动跳闸柱塞I的柄轴6之后，压缩弹簧2可在断路器20处被压缩在安装位置。这种情况在图6中示出。自动跳闸柱塞I被安装在断路器20中。压缩弹簧2装配在凸起8、9和断路器20的上壳体21处的凹口 22之间。当自动跳闸柱塞I移动到断路器20中时，压缩弹簧2被压缩。压缩弹簧2的力使得自动跳闸柱塞I能够回到其正常位置，在该正常位置，压缩弹簧2被解压缩或几乎解压缩。
[0033]图7示出了根据本发明的断路器20的底视图。
[0034]图I至图7所示的自动跳闸柱塞I解决了自动跳闸柱塞的技术问题，也即具有不损害柱塞的机械强度的弹簧2。自动跳闸柱塞I的压缩弹簧2放置在断路器20 (尤其是模制外壳断路器)外，从而能够被容易地安装。这样，压缩弹簧2能够围绕柱塞的主体，从而降低其包络范围并且最小化其到断路器20的活动部件的间距。
[0035]自动跳闸柱塞具有两个主体区段3、4。第一主体区段3包括用以触碰断路器20的跳闸机构的凸轮轮廓以及在跳闸动作之后位于框架内的卡闩10。第二主体区段4包括用于压缩弹簧2的柄轴6。柄轴6的横截面优选地装配到压缩弹簧2的线圈中。柄轴6的高度优选地被设置为压缩弹簧2的节距。这允许压缩弹簧2的暂时偏转，以便于引入和安装。利用该原理，压缩弹簧2能够扭转到自动跳闸柱塞I中，而无需具有缝槽，该缝槽损害了自动跳闸柱塞I的机械强度，并且使得压缩弹簧的外径被容纳在自动跳闸柱塞的主体内。断路器20的下壳体21具有凹口 22，以压缩所安装的压缩弹簧2。压缩弹簧2可被放置在断路器框架外。自动跳闸柱塞具有柄轴6，柄轴6可将压缩弹簧2的外径容纳在其最宽的横截面内，从而节省了与断路器20内的活动部件的距离。柄轴6可避免损害柱塞I的机械强度的缝槽。柄轴6的高度被设置成至少为弹簧的节距。这允许压缩弹簧2的暂时偏转，以便于安装。凸起允许压缩弹簧2的扭转，直到其被完全安装在柄轴6中。断路器20的下壳体21中的凹口 22在不损害断路器20的内部空间的情况下允许压缩弹簧2的压缩。第二主体轮廓4可以是圆形梁。但是由于空间限制和机械要求，第二主体轮廓4的矩形轮廓显现出最好的抵抗轴向负载所引起的偏转的能力。
[0036] 附图标记
1自动跳闸柱塞
2压缩弹簧
3第一主体区段
4第二主体区段
5接触表面
6柄轴
7自由端部
8径向凸起
9径向凸起
10闩锁元件
20断路器
21壳体
22凹口
L纵向轴线
【权利要求】
1.断路器（20)的自动跳闸柱塞（1)，用于打开所述断路器（20)的触点以从电流源安装和拆卸所述断路器（20)，所述自动跳闸柱塞（1)包括压缩弹簧（2)，其特征在于，所述自动跳闸柱塞（1)包括第一主体区段（3)和第二主体区段（4)，所述第一主体区段（3)具有接触表面（5)，所述接触表面（5)用于接触所述断路器（20)的跳闸元件，所述第二主体区段（4)包括柄轴（6 )，所述柄轴（6 )用于装配在所述压缩弹簧（2 )中，其中，在所述柄轴（6 )的自由端部（7)处，所述柄轴（6)包括用于保持所述压缩弹簧（2)的至少一个径向凸起（8、9)。
2.根据权利要求1的自动跳闸柱塞（1)，其特征在于，两个径向凸起（8、9)被布置在所述柄轴（6)的自由端部（7)处，其中，所述两个凸起（8、9)被布置在所述柄轴（6)的相对侧或几乎相对侧。
3.根据权利要求1或2的自动跳闸柱塞（1)，其特征在于，所述至少一个径向凸起（8、9)所具有的尺寸使得所述压缩弹簧（2 )能够越过所述至少一个径向凸起（8、9 )而被组装到所述自动跳闸柱塞（1)的第二主体区段（4)的柄轴（6)。
4.根据前述权利要求中任一项的自动跳闸柱塞（1)，其特征在于，所述至少一个径向凸起（8、9)与所述柄轴（6)的纵向轴线（L)的角度为80°度至100°度，尤其是90°度。
5.根据前述权利要求中任一项的自动跳闸柱塞（1)，其特征在于，所述柄轴（6)具有矩形、椭圆形或圆形的横截面。
6.根据前述权利要求中任一项的自动跳闸柱塞（1)，其特征在于，所述第一主体区段(3)包括闩锁元件（10)，尤其是卡闩，用于将所述自动跳闸柱塞（1)保持在所述断路器（20)内。
7.根据前述权利要求中任一项的自动跳闸柱塞（1)，其特征在于，所述第一主体区段(3)的接触表面（5)具有凸轮轮廓。
8.断路器（20)，尤其是模制外壳断路器，包括固定触点和可移动触点、用于将所述可移动触点从所述固定触点断开的跳闸元件、以及可移动自动跳闸柱塞（1)，所述自动跳闸柱塞（1)用于操作所述跳闸元件以打开所述断路器（20)的触点以从电流源安装和拆卸所述断路器（20)，其特征在于，所述自动跳闸柱塞（1)是根据前述权利要求中任一项的自动跳闸柱塞（I)。
9.根据权利要求8的断路器（20)，其特征在于，所述自动跳闸柱塞（1)被布置在所述断路器（20)处，使得所述第一主体区段（3)被布置在所述断路器（20)的壳体（21)内以便用其接触表面（5)接触所述断路器（20)的跳闸元件，并且所述第二主体区段（4)的至少一部分被布置在所述断路器（20 )的壳体（21)外，所述压缩弹簧（2 )可压缩地位于所述断路器(20)的壳体（21)外。
10.根据权利要求8或9的断路器（20)，其特征在于，所述自动跳闸柱塞（I)的压缩弹簧（2)被布置在所述壳体（21)的外侧和所述自动跳闸柱塞（1)的柄轴（6)的至少一个径向凸起（8、9)之间。
11.根据权利要求8至10中任一项的断路器（20)，其特征在于，所述断路器（20)的壳体（21)包括凹口（22)，用于引导所述自动跳闸柱塞（1)的第二主体区段（4)并且用于构建所述压缩弹簧（2)的止动部。
【文档编号】H01H71/10GK104037028SQ201410080061
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2013年3月6日
【发明者】J.M.卡德韦尔, C.雷亚帕拉西奥斯 申请人:西门子公司