专利名称：热电路保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及热电路保护器，更具体地，它涉及一种对美国专利US5，089，799的热开关/断电器作出改进的装置，该专利合并在此作为参考文献。
美国专利US5，089，799公开了一种电摇臂开关，它不仅能够进行传统的开关操作，而且能够进行热操作。热响应活动触点可以机械闭合在固定触点上，但是在过流条件下，它也可以通过双金属热动作而打开。无论何时开关摇臂移至“关”，一种释放标记(tripflag)用于开放触点间的运动。如果摇臂位于“开”，那么即使出现过载电流的情况，它也将保持在该位置上。于是，只要标记先在这些触点间移动，就可达到无释放标记的操作。一个回复弹簧用于该释放标记，结果当标记在触点间移动时，产生主动动作。该弹簧还使摇臂保持在“开”位置，另外，在开关处于“开”条件下时，该弹簧用于使释放标记停留在活动触点上面。
本发明的一般目的在于提供一种改进的释放标记配置，结果释放标记轻轻地停留在双金属元件的活动触点上面，当摇臂从“开”位置向“关”位置移动时，该释放标记只轻轻地压在活动触点上。
本发明的一个目的在于，当摇臂从“开”位置移至“关”位置时，提供一种释放标记装置，通过释放标记在活动触点上面所产生的力，或者根本不存在或者绝对很小。完成这一目的是在摇臂至“关”位置的过程中，通过将释放标识的一个枢轴点在一个点上靠在断电器的基底上，这个点高于一条线，这条线位于靠着触点之间。
本发明的另一个目的在于，提供一种释放标记装置，以确保释放标记的起始向下旋转动作先于确保当摇臂从“关”位置至“开”位置时发生的向下滑动动作，于是，在摇臂凸角能够越过释放标识凸角，然后被销定在“开”位置之前，使触点连接在一起。完成这一目的是在至“开”位置的过程中，通过一个不同的，靠着断电器基底的用于释放标记的枢轴点，该枢轴点低于当摇臂从“开”位置至“关”位置时咬合的枢轴点;当释放标记旋转时，所配置的这个较低的枢轴点改变了靠着基底的接触点，以确保一旦释放标记的旋转足以使得接触点连接在一起时的凸轮区域的向下运动。
按照本发明的一种热电路保护器，在一个通常是矩形的容纳空间中，有一个开口向上的空腔，用于安放安装了枢轴的摇臂。该摇臂设计成为机械地用凸轮带动双金属温度响应弹簧元件，结果该装置可用于简单的开关模式。一个释放标记可动地支持在容纳空间中，结果，当活动触点在固定触点上关闭时，标记的一部分适合于停留在活动触点之上。当开关打开时，这一标记部分也适合于在活动触点和固定触点之间移动。
该释放标记具有一个凸轮或凸齿，被邻近的相对末端部份所限定，该释放标记的凸齿与绕枢轴转支的摇臂上的凸轮或凸齿相咬合，以造成释放标记的复合运动，从标记位于活动触点之上的休止位置至一个准备位置，在该位置下，该标记与活动触点和固定触点均彼此隔开一定的距离，偏移装置用于促使释放标记的相对末端部份与传动装置的凸轮或凸齿相接触，并且，该偏移装置还用于因过载电流情况或者机械手动关闭而跳闸时，该偏移装置促使一个标记部份从其运行位置转向休止在活动触点上。
该释放标记具有突出部份，它容纳在容纳空间所限定的狭槽中，该释放标记可以相对于狭槽侧壁上的第一点绕枢轴转动，而且该释放标记还设计成安装一个变化的枢轴点，与狭槽内的垂直运动相结合。释放标记和摇臂不仅能够移动进入上述的准备位置，而且在这时所描述的实施例中，释放标记可以移动进入相邻的有关的闭合的活动触点中，它们处于摇臂的复位运动中和在摇臂的正常“开”位置上。本发明实施例的其它方面类似于上述美国专利US56，089，799所公开的结构。这里所描述的释放标记对活动触点施加一个可忽略不计的力，或者至少是一个比US5，089，799的装置中所可能的力更小的力。
图1是根据本发明的热电路保护装置的垂直截面，摇臂和释放标记分别处于开和休止位置。
图2是类似于图1的视图，但是标明摇臂在“开”位置以及释放标记在运行位置。
图3是类似于图1和图2的视图，但是标明摇臂和释放标记分别处于中间的“移向复原”位置，这些位置处于图2和图1的“关”和“开”位置之间。
图4是美国专利US5，089，799的开关/断电器的垂直截面，标明摇臂和释放标志处于“关”位置和“开”位置之间的中间位置上。
图5是本发明的另一个实施例的垂直截面，摇臂和释放标记正在复原至“开”位置。
图6是类似于图5的视图，但是标明摇臂在“关”位置，而释放标在其正常的“关”位置。
图7是类似于图5和图6的视图，但是标明摇臂在“关”位置，而释放标记正移动进入其运动或“跳闸”位置。
图8是类似于图5至图7的视图，但是标明摇臂在“开”位置，而释放标记/在休止位置。
请先看图4所示的开关/断电器，容纳空间10朝上开口，一个绕枢轴转动的摇臂12用传统的枢轴装置安装在开口中，该装置优选地包括横向突出的轴部份，如图4中的12a，依次安放在开口中(未画)，为此目的安装在容纳空间10的侧壁上。
容纳空间的底墙10C限定了开口，至少有两个终端T1和T2(后者在此视图中未示出)。终端T1与一个固定触点14电连接在开关容纳空间10的内部，更具体地说，在一个被终端T1所整体限定的接片14a上。第二个终端T2直接位于终端T1之后，也具有一个延伸在开关容纳空间空腔中的部分，在那里，它与双金属温度响应元件16的较低的末端部分电连接。
双金属元件16具有一个限定的U形的狭槽，结果舌片部份16b适用于弹性变形，以响应双金属材料的预先确定的温度上升。舌片部份16b在美国专利US5，089，799所描述的位置之间移动，并且在臂16b的末端安装一个活动触点元件18，用于移向或者离开前述的固定触点14。该元件16有时可称为“泰勒”(Talor)叶片，购自德米克工业公司，其地址为佛德岛02919，约翰斯顿，米尔大街70号，(DemichIndustries，70MillStreet，Johnson，RhodeIsland02919)。
上述公开的美国专利US5，089，799合并在此作为参考文献，图4提供一个方便的参照，有助于理解US5，089，799中公开的结构。双金属元件16的热膨胀相应于触点18的开放运动，另外，触点18的机械开放运动也是可能的，只是通过绕枢轴转动摇臂12在其“开”位置和“关”位置上往来，如美国专利US5，089，799所述。摇臂12具有一个锥形的凸轮表面12f，安装在摇臂的悬垂部份之上，它适应于舌片部份16b的机械变形，作为摇臂的绕枢轴运动的直接结果，用于活动触点18的开放运动。通过舌片16b的固有弹性可获得触点18的闭合运动。
以摇臂12为参照，相对深的侧壁即边缘(skirt)12C，每个12C分别限定了一个悬垂的凸轮或凸齿12d，它咬合于一个大致类似形状的凸齿，该凸齿为此目安装在释放标记30的上缘。释放标记的一个末端部分适合于从图4所示的一个位置移向固定触点14和活动触点18之间的位置。如美国专利US5，089，799所描述的那样，释放标记30通常轻轻地停留在活动触点18的下缘之上，在容纳空间10的壁的下方与释放标记30的下侧之间安装的弹簧偏移装置促使释放标记从图4中所示的准备位置移向这些固定触点14和活动触点18之间的位置。
在图4的开关中，如美国专利US5，089，799所描述的那样，释放标记30具有一个有着轴限定部分30b的相对末端，轴限定部份30b枢轴安装在容纳空间10的细长的狭槽10d中，结果该释放标记适合于在上述的位置之间在枢轴上转动，结果释放标记也在狭槽10d中移动，均如美国专利US5，089，799所描述的那样。
现在请转向图1-3的详细描述，包括在内的有，开关容纳空间10，通常类似于图4中所述，还包括细长的狭槽10d，10d用于宽松地容纳突出部份130b，释放标记130的130b与US5，089，799及图4中的释放标记有许多相似之处，但也包括附加的特征，如下所述。
摇臂112安装在朝上开口的容纳空间10中，用于绕着轴限定部份112a的绕枢轴运动，与图4中所述的摇臂12很相象。即，摇臂112包括一个悬垂杆，类似于图4中所示的杆12f。一个中间耦合装置(未画出)用于双金属触点元件16的舌状部份16b的相应运动，这个元件16可以类似于US5，089，799中的装置中所用的元件16。
摇臂112还包括悬垂的边缘112C，其中每个边缘112C限定了凸轮或凸齿112d，类似于图4中所述。在前后面之间，每个凸齿有一个隆起部份。这样的凸轮或凸齿在本说明书和权利要求书中包括凸轮表面。
释放标记130类似于图4中的释放标记30，当摇臂112在其“开”位置和“关”位置之间移动时，它可从图1中的休止位置移向图2中的活动位置。释放标志130上的凸轮凸齿130d与摇臂112上的悬垂的凸轮凸齿112d相咬合，以实现释放标志130的这种运动。
但是，和US5，089，799及图4的结构不同的是，图1-3的结构可显著地降低通过释放标记130的末端部份传递至活动触点18的力，不仅在图1中所示的休止的“开”位置，在该位置下，振臂在稳定的压力下，通过回复弹簧使之回复至“关”位置，而且在摇臂112从“开”位置向“关”位置的起动过程中，在通过迫使释放标记凸角向下而脱离释放标记凸角之前，摇臂从靠着释放标记凸角130d的摇臂凸角112d上传递额外的力，额外的力整体地通过释放标志传递到基座中的狭槽的边上，即图1中的A点，这和US5，089，799中的结构不同，在那个结构中，一部份额外的力通过靠着活动触点18的释放标志130传递。更特殊的是，显然，释放标志130具有突出的部份130b，130b位于末端，对着固定触点14和活动触点18之间的可动部份。，130b在图1中的“开”位置和图2中的“关”位置中，靠着/狭槽，10d的左边墙。点A通常位于一条线上，该线穿过位于摇臂上的凸轮凸齿112d的后面和释放标志上的凸轮或凸齿130d的前面之间的触点D。这样一条线也在释放标志130的末端部份和活动触点18之间的咬合点的稍高处通过。这些点的一般的线性几何结构确保了由释放标志130施加在活动触点18上的力和/或动量，在图1中的“开”位置中，或者消除了，或者至少减少至最小。
将前述的结果与图4中的释放标志的配置作一对照。注意到图4中的轴限定的部份30b咬合在点B处的狭槽10d的侧壁上，点B限定了一条动作线，恰好通过接触区域C，该区域处于释放标志30的直立的凸齿30d之间，高于活动触点18的下面，如美国专利US5，089，799所描述的那样，咬合在“开”位置中的释放标记的末端部份。这样的几何结构致使在图4中的活动触点18上过载。
描述本发明的另一方面是注意到，在摇臂的凸齿112d和释放标记的凸齿130d之间的接触区域D，实际上略低于释放标记130的枢轴点A和活动触点18的下侧之间所划的直线，如图1所示，活动触点18咬合在释放标记的末端部份。借助于这种几何结构，封闭点D(latchingpoint)略低于这样一条线，此线位于活动触点18和枢轴即在摇臂130的左端和狭槽10d的侧壁上的接触点A，因而确保了当摇臂112从图1中所示位置移向图2中的“关”位置时，摇臂112的机械运动不会对活动触点18施加额外的力。
图5至图8描述了本发明的另一个实施例，其中摇臂开关安装了两个凸轮或凸齿，它与释放标记上的两个凸齿配对运行，结果当释放标记停留在活动触点上时，便提供了两种不同的配置。图5和图8是比较的例子。
利用释放标记和狭槽的右边之间的滚动触点，结果当释放标记处于其休止位置时，可提供两个不同的位置。
更具体地，图5中所示的摇臂212处于本装置回复至“开”的过程之中，该视图对摇臂和释放标记来说是一个中间位置，表明摇臂上的两个凸齿中的第一个凸齿与释放标记230上的两个凸齿中的第一个凸齿相咬合。注意到安装在狭槽10d中的释放标识部份的凸形轮廓提供了与图3中所示的释放标记完全相同的动作，即图1，图2和图3所描述的第一个实施例的动作。
下面转向对实际的“开”位置的描述，图8表明摇臂212在其“开”位置，以及释放标记230的两个凸齿中的第二凸齿230e与摇臂的第二个凸齿212e相咬合，更特殊的是，这样的摇臂的第二个凸齿实际上安装在摇臂230的两个凸齿230d和230e之间。
再请参照图8，显然“开”位置上的摇臂212的突出部份滑动地安装在狭槽10d中，这种安装方式使得释放标记的枢轴点靠着狭槽的侧壁，位于A，如前述的第一个实施例中的图1所描述的那样。
现在转向对该装置中的“关”位置的描述，参见图5，图6，图7和图8，图6表明摇臂212的第一个凸齿212d与第一个凸齿230d的后面相咬合，这和第一个实施例中的图2所示的摇臂112和释放标记130的方式完全相同。
最后，图7表明该装置处于被活动触点的热动作所释放的早期阶段，并且是在电流过载的情形下。标记230被部分地释放，移向其在活动触点和固定触点之间的活动位置(见图6)，但是摇臂212还设有移出“开”位置，因为摇臂回复弹簧不能完成其功能(即使摇臂回复至“开”位置)，直至在弹簧偏移标识230绕枢轴转动至图7的部份释放位置下面之后。
权利要求
1.一种热电路保护装置，它包括一个容纳空间；一个传动装置，它安装在所说的容纳空间中，用于“开”位置和“关”位置之间的运动，所说的传动装置具有一个凸轮表面；一个固定触点，处于所说的容纳空间中；多个活动触点装置，处于所说的容纳空间中，并且包括一个双金属温度响应弹簧元件，它具有一个固定部份和一个可动部份，一个活动触点位于所说的可动部份之上并且借助于所说的弹簧元件的固有弹性，通常靠着所说的固定触点，在过流条件下，借助于所说的双金属弹簧元件的固有的温度反应特性，所说的可动部份从所说的固定触点上偏移开来；一个释放标识，可动地安装在所说的容纳空间中，用于休止位置和活动位置之间的运动，在休止位置中，所说的标记的一部份靠着所说的活动触点，在活动位置中，所说的标记部分位于所说的活动触点和固定触点之间；狭槽装置，限定在所说的容纳空间中；所说的释放标记的至少一个突出部份，滑动地安装在所说的狭槽中，以造成所说的标记运动，不仅绕枢轴运动而且在所说的休止位置和活动位置之间沿所说的狭槽方向运动，并且所说的狭槽中宽裕地安装了所说的释放标记的突出部份，以形成所说的标记在所说的狭槽中的横向的有限运动。所说的释放标记具有一个凸轮或凸齿，在所说的狭槽的横向，邻近所说的释放标识的突出部份，并且所说的释放标记凸齿被所说的传动装置的凸轮表面所咬合，以形成所说的释放标识离开所说的休止位置的运动，同时释放标记在所说的活动触点上施加的力为最小。偏移装置促使所说的释放标记接触所说的传动装置的第一个凸轮表面，并且促使所说的标记部份移向所说的固定触点和活动触点之间的所说的活动位置。
2.按照权利要求1的热电路保护装置，其中所说的偏移装置通过所说的凸齿和所说的凸轮表面，为所说的传动装置限定一个稳定的“开”位置。
3.按照权利要求1的热电路保护装置，其中所说的传动装置的所说的凸轮表面包括一个齿状的突出部份(凸齿)，它具有一个隆起部份(crown)，和一个前面和一个后面，并且所说的释放标记凸轮或凸齿具有一个隆起部份和一个前面和后面，分别为所说的传动装置凸齿的前面和后面所咬合，所说的释放标记突出部份在A点咬合所说的狭槽的一侧，结果所说的释放标记凸齿的前面被所说的传动装置凸轮的后面所咬合，通常在一条线上，该线通过所说的点A，并且当所说的休止位置靠着所说的活动触点时，通过所说的活动触点和所说的释放标记部份之间的咬合点，。
4.按照权利要求3的热电路保护装置，其中所说的释放标记的突出部份沿F-E的区域咬合所说的狭槽的相对端，结果释放标记沿一个方向旋转，在从“关”位置向“开”位置的传动装置的运动中，该方向阻止了所说的释放标记部份和所说的活动触点之间的咬合。
5.按照权利要求2的装置，其中所说的传动装置是一个绕枢轴转动的摇臂，安装在所说的容纳空间中，并且具有悬垂的侧边缘(side skirt)，具有这样两个凸轮表面，每个凸轮表面包括一个齿状的突出物(凸齿)，它具有一个隆起部份，以及前面和后面，所说的释放标记具有两个所说的突出部份和两个所说的释放标记凸齿，被两个所说的凸齿所咬合，后者在所说的摇臂的所说的两个侧边缘上。
6.按照权利要求5的装置，其中所说的释放标记的突出部份具有凸表面，以接触所说的狭槽的相对端，从而获得所说的E-F枢轴点区域。
全文摘要
在一个看上去象一个标准的摇臂开关的单个的容纳空间中，一个热响应活动触点元件，机械地被摇臂以“开关”方式打开，或者以电路保护模式响应过载电流条件而被打开。这两种条件均导致释放标记在活动触点和固定触点之间移动。当该装置位于“开”位置，以及处于复位运动的过程中时，该释放标记轻轻地停留在活动触点上面。该释放标记在开关中是这样安装，结果只有在活动触点回复至其“开”位置或关闭条件之后，释放标记还原到原来的位置。
文档编号H01H73/30GK1091226SQ93104819
公开日1994年8月24日 申请日期1993年4月27日 优先权日1993年2月11日
发明者里查德·W·索伦森 申请人:里查德·W·索伦森