专利名称：跳闸联锁结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及模铸外壳的断路器，更具体涉及到当将断路器从其安装屏上搬开时，使断路器跳闸的一种机械联锁。
模铸外壳断路器通常是本领域所熟知的，这种断路器的实例公开于美国专利No.4，489，295。这种断路器通常用于保护电路免受由于过电流状态，例如过负荷和相对高电流水平短路状态所造成的损害。过电流状态一般为断路器标称电流值的200到300%，高电流水平短路状态可能达到断路器标称电流值的10倍或以上。
模铸外壳断路器通常包括至少一对可分离的主触头，它们可借助于一个从断路器外壳伸出来的操作手柄进行手动操作，或是响应过电流或高电流水平短路状态而自动地操作。在手动操作方式及一种自动操作方式中，该可分离的主触头是由一个操作机构分开的，操作机构则顺序地由自动方式下的一个脱扣单元，或是由于手动方式下的操作手柄来驱动。在另外一种自动操作方式中，在相当高的过电流状态下，在固定和活动触头之间产生的磁斥力也能造成主触头不靠操作机构的驱动而分离。
模铸外壳断路器通常设有一个或多个线路侧端子，以及一个或多个负荷侧端子。线路和负荷侧各端子常常设有背部插头，以便可以插到断路器屏上设置的相应插座上。断路器屏上的线路侧插座一般连接到公共电源上;断路器屏上的负荷侧插座则连接到各种不同的电负荷上。
有时在断路器已被置于运行位置后需将它从其安装屏上移出，例如，需取出断路器进行修理或维护。此外，由于负荷要求的改变，必须取出断路器，並用不同标称电流的另一断路器替代它。
具有背部端头型插头的断路器可以用松脱该断路器並从其安装屏向外拉而把它从断路器屏上取出来，这一动作将使断路器负荷侧端子及线路侧端子从断路器屏上的相应插座上断开。如果该断路器处于正在对负荷供电的情况下，则断路器线路侧及负荷侧端子和在断路器屏上相应的插座中都有电流流过。如果断路器从其屏内移出时电流正在流通，则在断路器上的各插头和屏上的相应插座之间产生电弧，其电路遭到损坏。
在许多已知的断路器中，没有使断路器在从其屏内移出之前自动跳开断路器的装置，应用这种断路器时，由运行人员负责在其从屏内移出之前以手动来跳开该断路器。
本发明的一个目的是要解决先有技术中断路器存在这项问题。
本发明的另一个目的是为断路器在从其安装屏移出之前提供自动跳闸的装置。
本发明主要关系到断路器在任何时候从其安装屏移出时跳开该断路器的一个跳闸联锁组件。该跳闸连锁组件合适地装在一个负荷侧端子附近，並与断路器的脱扣装置相配合。在一个实施例中，该跳闸联锁组件包括一个外壳和一个弹簧承载驱动臂，通常布置成与断路器屏面相垂直。该驱动臂形成有一个凸轮表面，该表面与一个脱扣销配合，並安装成相对于断路器脱扣装置可往复移动，该脱扣销作用如一个凸轮跟踪器，並沿驱动臂上形成的凸轮表面运动。当该驱动臂处于向内位置时，它指示出该断路器靠着一个屏安装着，这时该脱扣销不驱动脱扣装置。但是当断路器从屏内向外移时，该驱动臂在一个偏压弹簧的作用下向外移动，随之造成驱动臂上的凸轮表面向外运动。这一运动造成脱扣销相对于脱扣单元向内运动，並驱动该脱扣装置，继而跳开该断路器。
在本发明的另一实施例中，跳闸联锁组件包括一个与具有往复运动地装配的一个冲杆联锁的直角杠杆，该冲杆在断路器任何时间从其屏壳中移出时直接驱动该脱扣装置中的衔铁，而代替了脱扣销的作用。
通过参照下述附图及对其所作的详细说明，本发明的所述目的和优点将变得更易明瞭。
图1为本发明跳闸联锁组件的部分剖开的侧剖视图;
图2为一台断路器负荷侧端子的端部剖视图;
图3为根据本发明提出的跳闸联锁组件的透视图;
图4为根据本发明提出的跳闸销锁组件的解体透视图;
图5为沿图2剖线5-5的平断面图;
图6为沿图2剖线6-6的横断面图，为断路器从屏上取出之前的状态;
图7类似于图6，表示断路器已从屏上取出;
图8类似于图3，表示图1-7所示跳闸联锁组件安装布置的另一实施例;
图9类似于图5的一个平断面图，表示本发明跳闸联锁组件的另一种安装布置;
图10类似于图2的一个端部剖视图，表示本发明跳闸联锁组件的另一实施例;
图11为图10所示另一实施例的解体透视图;
图12为沿图10剖线12-12取的横断面视图;
图13与图12相类似，但表示跳闸联锁组件处于被驱动的位置。
本发明的跳闸联锁组件总括以标号20表示。该跳闸联锁组件20被合适地布置在一空腔26中，靠近一线路侧端子22或一负荷侧端子24处，並在一断路器外壳28中整体形成。因为该跳闸联锁组件20机械地与断路器脱扣装置30相联锁，所以它最好是紧靠该端子布置。因此，对所示的断路器32来讲，该跳闸联锁组件20设置在负荷侧端子24附近。
下面将详细讨论，本跳闸联锁组件20可以不经任何改动而添加到本领域中的一台断路器内。此外，每台断路器32仅需用一个跳闸联锁组件20，与断路器为单极或多极无关。本跳闸联锁组件20与脱扣装置30相配合，同时跳开所有各极;更详细讲，脱扣装置30包括一个联锁配件34，它在正常条件下将断路器的操作机构36锁定。虽然断路器操作机构36不是本发明的一部分，但在美国专利NO.4，642，430中所作的描述，已转让给本发明的同一受让人，並在此结合作为参考。操作机构36一般包括一个偏离中心的连杆机构(未示出)，在操作上可与一对或多对可分离的主触头38耦合。当断路器32被从屏46上移出时，该跳闸联锁组件20驱动脱扣装置30，这就造成联锁配件34释放该操作机构36，从而造成该偏离中心的连杆机构下落，並使主触头38分离。
本发明的原理可同样地应用于各种类型的脱扣装置30，例如，某些设有非调整型热力/电磁脱扣组件的已知断路器，它们的脱扣组件对每极都有一个电磁衔铁40和一个双金属元件(未示出)，这样的组件一般装在断路器外壳28中。某些脱扣装置30是可调整的，允许调整热力和电磁脱扣的标称值。在这种脱扣装置30中，电磁衔铁40和双金属元件设置在形成一组合单元的分开的外壳中，适合于在电气上连接到负荷侧端子24并固定到断路器外壳28上。这种组合的脱扣单元公开在美国专利NO.4，698，606和NO.4，691，182中，並转让给本发明的同一受让人，这里也结合作为参考。为简化起见，下面所描述和表示的只是一个标准的脱扣单元30。
如此处所显示和表述的那样，跳闸联锁组件20是与一个标准脱扣单元30的衔铁40联锁的，但它也可理解为，该跳闸联锁组件20也可合适地与一个脱扣闩(未示出)配合，该脱扣闩通常是操作机构36的一部分，並且起释放该联锁配件34的作用，从而允许可分离的主触头38被分开。
跳闸联锁组件20实际上可用于任何屏式安装的断路器32。如图1所示，该断路器露出了线路侧和负荷侧的背部插头42。线路侧背部插头42为刚性地连接到线路侧端子22上;同样，负荷侧背部插头42则刚性地接到该负荷侧端子24。各背部插头42从断路器外壳28反向于断路器操作手柄44向外伸出，並合适地被断路器屏46上的相应插座(未示出)所接收。断路器屏46中的各线路侧插座与一公共电源电气上相连而负荷侧插座一般连接到各种电气负荷，例如电动机。
某些断路器屏46设有滑动地接受各端头42的插座，在这种应用中，断路器32可借助于摘除把断路器32固定到屏46的紧固器(未示出)並随后从屏46向外拉离该断路器32，造成背部端头42与各自插座脱离，从而取出该断路器。如果运行人员想把断路器32从屏46取出时该断路器处于合闭状态，则在其背部插头42和断路器屏46中相应的插座之间将引起电弧。为了避免这种电弧，在断路器从其屏46拉出之前必须跳开该断路器32。
为此，在从断路器屏46中取出断路器32之前，运行人员的责任便是利用操作手柄44手动地跳开断路器32。按照本发明提供的跳闸联锁组件20，则无论断路器32何时与屏46脱开，都能自动使其跳闸，这样一来，则运行人员可不必用手动跳开该断路器32。
这里公开了两个不同的跳闸联锁组件20和220。第一实施例表示在图1-9中，适用于具有脱扣单元30的断路器32，为造成其跳闸而要求衔铁40具有较小的运动，例如1/8英寸。在另些已知的断路器中，为了造成断路器32跳闸，则要求衔铁40有比较大的运动，例如1/4英寸或更多。在这样的应用中，在背部插头42与屏46中相应插座之间发弧之前，断路器32从屏46拉出时能允许的分离距离小于脱扣单元30中驱动该衔铁40所要求的距离。在这些应用中，必须加大该断路器32相对于屏46的运动。在图10-13所示的另一实施例中，合适地加大了这种运动並驱动该脱扣单元30。
本发明跳闸联锁组件20的第一实施例说明于图1-9，它可由一种绝缘材料做成，並适于设置在一个空腔26中，靠近负荷侧端子24之一。跳闸联锁组件20包括一个驱动臂48，相对于外壳50为滑动地安装，驱动臂48设有一个中央孔52，它使驱动臂48有条件布置在一个负荷侧端子24的周围，以致驱动臂48的纵轴线基本上垂直于屏表面46。为了安装跳闸联锁组件20，需要移走一个负荷侧背部插头42，以便允许将跳闸联锁组件20定位在负荷侧端子24周围。跳闸联锁组件20相对于脱扣单元30的外壁合适地调准找平。
驱动臂48及相应外壳50的宽度稍小于空腔26中空间分开的壁部56之间的距离，这样便可防止跳闸联锁组件20相对于断路器外壳28的横向运动。断路器空腔26的顶壁58为跳闸联锁组件20形成一个支撑面。当断路器支靠着屏46安装时，断路器屏46即为该跳闸联锁组件20形成了另一个支撑表面。
为了防止跳闸联锁组件20相对于断路器外壳28作纵向运动，该跳闸联锁组件20装有一个侧推力制动部件，更具体讲，在外壳50中形成有一个斜沟62，适合于接受一个锥形的紧固器64，当锥形紧固器64被拧到槽62中时，该外壳50在横向上的膨胀，造成外壳50的各侧壁66对着空腔26在空间分开的各壁部56较好地固定住。
跳闸联锁组件20的长度做得允许断路器32被安装得与屏46相对地齐平。更具体讲，断路器32的背表面68上装有多个安装脚70，适合于对着该屏46配合得齐平。跳闸联锁组件20的长度做成，当断路器32被装到屏46上时，各安装脚70与屏46配合得齐平。
外壳50被做成基本上为矩形部件，它具有T型槽72，纵向穿过那里延伸;该T型槽72允许驱动臂48被滑动地容纳在外壳50中。外壳50的一个内表面74上设有一个向外伸出的凸柱76，它确定了一个弹簧保持器，该保持器捉住偏压弹簧78的一端，该弹簧78的另一端容纳在一个长向布置的膛孔79中，该膛孔形成在驱动臂48的第一部分82中，该偏压弹簧78用作将驱动臂48向外面偏压，因此，如图7所示，当断路器被从屏46上取出时，驱动臂48即如所示的位置。
除将跳闸联锁组件20的外壳50相对于空腔26固定而外，该锥状紧固器64也起阻挡作用，以限制该驱动臂48相对于外壳50而向外运动。更详细讲，驱动臂48的第一部分82由两个相反布置的U形部件84形成，该U形部件界限了一个凹弯部分86、一个顶腿部88和一个底腿部90。顶腿部88与锥状紧固器64的接触起到限制驱动臂48相对于外壳50向外运动的作用，并把该驱动臂48夹持在外壳50内。
驱动臂48相对于外壳50的向内运动可由底腿部90啮合该锥状紧固器64来限制，或是由在驱动臂48的第二部分98上形成的凸肩96啮合外壳50来限制。在第二部分98上形成的一只脚99因为与外壳28啮合，故也限制了其向内运动。详论如下，驱动臂48的运动将允许在驱动臂48的第一部分82上整体形成的一个凸轮表面100从第一凸轮位置102相对于脱扣销106运动到第二凸轮位置104。
在脱扣单元30的外壁54上设有一个孔108，脱扣销106即置于该孔中，该孔108定位成允许脱扣销106与脱扣单元30中的衔铁40相啮合。如图7所示，因为脱扣销向左运动，这就造成衔铁40向左运动，从而释放该闭锁配件34，准许操作机构36断开主触头38。脱扣销106的一端形成一个头110，该头110作用如一个凸轮跟随器並且沿凸轮表面100运动，如图6所示，当断路器32对着屏46安装时，头110与第一凸轮部分102啮合，一旦断路器32从屏46上移出，该驱动臂48造成第二凸轮部分104啮合该脱扣销106的头110，这就使脱扣销向左移动，从而造成衔铁40去跳开断路器32。
第一凸轮位置102和第二凸轮位置104形成在其间具有斜坡交界面112的平表面。在第一凸轮表面102和第二凸轮表面104之间的相对于外壳28的长向距离支配着脱扣销106运动的运动量。
为了使跳闸联锁组件20相对于孔108定位，空腔26的壁58做成一阶梯表面114，它把跳闸联锁组件20相对于孔108合适地定位。此外，阶梯表面114还用于捉住外壳50的顶部，以阻止其相对于断路器壳28的纵向运动。
如前所述，驱动臂48设有一个居中布置的孔52，该孔52允许跳闸联锁组件20在一个负荷侧端子24的上方被接受在其中，孔52的长度做成允许凸轮表面100从第一凸轮位置102运动到第二凸轮位置104。
为了加固驱动臂48，脚99做成整体模铸並设在靠近屏46处，除了加固该驱动臂48外，脚部99设有一相当平的表面，以与断路器屏46啮合。
示于图8和9的是图1-7所示跳闸联锁组件的另一安装实施例。在这个实施例中，空腔26的各壁部56设有一对相对布置的槽124，这些槽124合适地容纳在外壳50上形成的舌部126，以把跳闸联锁组件20无论纵向或横向都与断路器外壳28相对固定住。紧固器128还用于将跳闸联锁组件20相对于空腔26固定住。
对于具有需要衔铁40相当大量行程的脱扣单元30的断路器，提供了另一实施例的跳闸联锁组件，以标号220为其总的标志。跳闸联锁组件220包括一个直角杠杆部件，载在一个以紧固器223固定到断路器外壳28上的夹具222上，该跳闸联锁组件220包括一个往复式装配的推杆224;一对枢轴安装的直角杠杆226;以及一个往复式安装的冲杆228。该直角杠杆226通常由三角形元件形成，並且围绕轴230枢轴安装。偏压弹簧232被连接在固定到直角杠杆226上的一个轴234和夹具222之间，将该直角杠杆226向反时针方向(图12和13)施以偏压。
在直角杠杆226上设有另一个向外延伸的轴236，它被容纳在横向的细长槽238中，该槽在推杆224内靠近该杆的一端240处形成。该细长槽238允许推杆224直线地运动到指示此时断路器32已被从屏46上取出。
推杆224的另端242形成一个脚部244，用于与该断路器屏46啮合。脚部244的高度做成与安装脚70相应，后者整体地形成在断路器外壳28上。
推杆224布置在贴近断路器外壳28处，为了使推杆224相对于断路器外壳28稳定地运动，一个向外拔开的销钉246设在夹具222上，该夹具与在推杆224上形成的槽248相配合。
在运行中，当断路器安装脚70对着屏46齐平安装时，轴236将啮合到细长槽238中。一旦该断路器安装脚70从屏46上移出，该直角杠杆226在偏压弹簧232的影响下将以反时针方向转动，造成轴236推动细长槽238，因此造成推杆224向外运动(图13)或离开断路器外壳28的背表面。直角杠杆226的反时针运动造成轴236曲线地运动，这个曲线运动借助于细长槽238转变成推杆224的直线运动。
另一轴252设置在直角杠杆226上並接受在槽254中，该槽则设在一个U形冲杆安装架255上，该架255与冲杆228刚性连接，冲杆228置于脱扣单元30的外壁54上的一个孔108中。
由于直角杠杆226的反时针旋转，轴252与槽254的内表面相啮合，造成推杆228向左运动(图13)，这是因为当直角杠杆226绕其支枢点230转动时，轴252以曲线方式运动之故。更详细讲，因为轴252围着支枢点230转动，故轴252转动一弧道260，如点线所示。这个曲线运动借助于槽254转换成推杆228的直线运动。
须知，当断路器32从屏46上向外移出，而在背部插头42和屏46上相应插座之间产生电弧之前，这时轴252旅行的距离相对地大于推杆224运动的距离，因此，对于具有需要其衔铁心40作较大运动(如1/4英寸或更大)的脱扣单元30的断路器，该跳闸联锁组件224能够放大这种升举运动，以便跳开该断路器32。
根据以上启示，显然对本发明能做出许多修改和变更。因此，应懂得这都属于待审定的权利要求书的范围，本发明即按此范围实施，而不是如上述详细说明所述。
权利要求
1.一台断路器包括适合安装在一个屏上的外壳；一对或多对被所述外壳装载着的可分离的主触头；一个操作机构，可操作地耦合到所述一对或多对可分离的主触头；配置在所述外壳的外面的一对或多对电气端子，它们电气上连接到所述一对或多对可分离的主触头；断路器跳闸用的脱扣装置，与所述操作机构可操作地耦合；一个脱扣销，与所述脱扣装置配合，在所述脱扣销被驱动时，造成所述一对或多对可分离的触头被分开；其特征在于驱动装置在所述外壳从所述屏移出时驱动所述脱扣装置，其中，所述驱动装置包括一个驱动臂外壳；一个驱动臂；一个驱动弹簧，它对所述驱动臂从所述驱动臂外壳向外施加偏压；以及止挡装置，它限制所述驱动臂相对于所述驱动臂外壳运动。
2.如权利要求1所述的一台断路器，其中，所述的驱动臂具有一个凸轮表面，它在所述驱动臂被置在所述外壳上时合适地与所述脱扣销相啮合。
3.如权利要求1所述的一台断路器，其中，所述的驱动臂是一个细长的元件，通常为矩形，它具有第一部分，该部分相对于所述驱动臂外壳安装成可往复运动;以及一个第二部分，它从所述驱动臂外壳向外伸出，並合适地与所述屏啮合。
4.如权利要求3所述的一台断路器，其中，所述的驱动臂做成，其纵向轴线基本上垂直于屏的表面。
5.如权利要求1所述的一台断路器，其中，所述的驱动臂外壳具有基本上为矩形的截面，在其一端上的开孔用于容纳所述驱动臂的所述第一部分。
6.如权利要求3所述的一台断路器，其中，所述驱动臂的所述第一部分具有一个止挡表面，用于限制所述驱动臂向外运动。
7.如权利要求3所述的一台断路器，其中，所述的第一部分包括一个保持装置，用于保持住所述驱动弹簧的一端。
8.如权利要求7所述的一台断路器，其中，所述的保持装置包括在所述第一部分一端中的一个膛孔。
9.如权利要求3所述的一台断路器，其中，所述第二部分有一个孔，允许它围绕一个线路侧端子或一个负荷侧端子布置。
10.如权利要求1所述的一台断路器，其中，所述的驱动臂外壳包括一个扩大装置，以便扩大所述的外壳。
11.如权利要求1所述的一台断路器，其中，还包括一个限定装置，用于限制所述驱动臂相对于所述驱动臂外壳向内运动。
12.如权利要求1所述的一台断路器，其中，所述的驱动装置包括一个直角杠杆组件。
13.如权利要求12所述的一台断路器，其中，所述的直角杠杆组件包括一个枢轴安装的直角杠杆;一个相对于所述直角杠杆可往复运动地安装的推杆，以及一个可往复运动地安装的冲杆，它界限出一个第一位置，在此处时，所述冲杆与所述衔铁空间上分开;还界限出一个第二位置，在此处时，所述冲杆与所述脱扣装置中的所述衔铁啮合。
14.如权利要求1所述的一台模铸外壳型断路器，其中，所述的脱扣装置包括一个标准的脱扣单元。
全文摘要
跳闸联锁组件在断路器32从屏上移出时先使其跳闸。该组件适宜装在负荷侧端子周围并与断路器脱扣装置结合。在一实施例中，跳闸联锁装置包括一外壳50和一弹簧承载驱动臂48，垂直于屏表面布置。驱动臂上有一凸轮表面100与一脱扣销106配合；当断路器从屏上移出时，凸轮表面驱动脱扣销跳开断路器。在另一实施例中，用一直角杠杆226和往复运动的冲杆228完成此作用。
文档编号H01H73/06GK1049243SQ90106548
公开日1991年2月13日 申请日期1990年8月1日 优先权日1989年8月4日
发明者科特·A·格鲁内特, 罗纳尔德·A·切斯基, 罗伯特·J·泰德斯柯, 米歇尔·J·怀普勒, 墨尔温·A·卡罗牡斯, 詹姆斯·G·马罗尼 申请人:西屋电气公司