专利名称:模盒式电流断电器的可互换机构的制作方法
1985年4月1日申请的、序号为No.718，409标题为“适于高速大量生产的电流断电器”的美国专利叙述了电流断电器的结构，该结构由自动设备已被部分装配。以前业已确定，对于不同的电流额定值的断电器，通过把一个可拆卸的可动触点臂安装到上述机构中，该种机械结构就能够被制成可互换的、分离机构组件可以按各种断电器额定值作相应变化，而操作机构能适用于所有不同的标订范围。
本发明的目的在于一个模盒式电流断电器的操作机构进行描述，它可以适用于工业用电路断电器中的宽广的标定范围，而整个断电器的组件仅作很小的更改。
用于工业用模盒式电流断电器的可互换操作机构采用了一种可拆卸的可动触点臂结构，它使该机构能应用于宽广的工业标订值范围内。负荷端接片上使用了一个磁分流元件，使分离机构能应用于各种具有大电流标订值的断电器内，而在短路时双金属片不会变形。
图1为本发明模盒式电流断电器的侧视图，其中触点闭合，手柄处在“接通”位置;
图2为图1所描述的断电器的一个侧视图，其中触点打开，手柄处在“复位”位置;
图3为图1和图2所描述的断电器的一个侧视图，其中触点打开，手柄处在“分离”位置;
图4为图1-3断电器的一个剖面侧视图，触点在“烧断”位置，而手柄在“接通”位置;
图5为按照本发明的一个多分离杆组的顶透视图;
图5A为按照本发明的一个单分离杆的顶透视图;
图6为图1-3所描述的断电器的正视图，画成等轴测图;
图6A为图6所描述的触点臂的一个侧视图，带有已安装好的下连接杆;和图7为图1断电器的一个侧视图，其中触点被焊在一起，手柄处在“复位”位置。
优选实施例的描述图1所示为一个处在“接通”位置的用于工业电路的模盒式单极电流断电器10，断电器包括一模盒11，在模盒的一端有接线柱12，在模盒的另一端有接线片67和接线螺钉13。借助于接线片67的U-形端部57，使接线片和固定触点14之间保持着电气连接。依靠负荷连接片19，接线柱12与分离机构的双金属片18相连接，同时，通过编织的导线17与可动触点臂16连接在一起。分离机构组件通常用8表示，还包括一个校整螺钉39，用于对双金属片18进行校整。磁分离组20由磁铁7和衔铁6组成。操作机构通常以5表示，通过凸轮组件29与分离组件连接在一起，这点已在本发明所参考的美国专利中作了公开。通过支架凸轮面42和在主凸轮43上的第一主凸轮面45的啮合，支架31可围绕它的支轴32转动。通过第二个主凸轮面48与付凸轮76上付凸轮面63之间的啮合，主凸轮43相对于其支轴47的转动进一步受到限止。在过电流流经断电器触点14，15时，双金属片18的底部接触到分离杆支腿73上，凸轮组件29会对分离杆30的运动产生响应。灭弧室21由多层灭弧板构成，位于模盒接线柱端，用于冷却和扑灭当过电流出现触点由接触变成分离时所产生的电弧。在图6中清楚可见，由于连接于衔铁支持件64和磁铁7之间的弹簧72的作用，衔铁6与磁铁7是偏离的，当短路电流流经触点时，衔铁6被迅速推向磁铁，并碰到位于分离杆顶部的一个分离杆凸出部75。侧面的支点设置在衔铁和磁铁之间，因而即使在弹簧72由于某种原因失灵时，仍然可以保证磁分离的功能。借助于一对侧支架56，操作机构组件5和分离机构组件8两者都被支承在模盒11之内。手柄座也由侧支架56支承。为了看清该操作机构和分离机构组件的工作部件，图中手柄座24被剖开，为了同样的目的，一个侧支架56也被拆掉。付凸轮支点销27延伸于两个侧支架56之间，因而在上面所述的分离动作时，分离杆的凸出部份75和分离杆的支腿73可以自由转动。参见图6，可动触点臂16滑动地安置在接触曲拐26的槽65中，并由接触弹簧77加以固定。曲拐装到一个可操作的横轴28上，并由U-形件70把它夹住。分离机构组件8与操作机构组件5，通过下连接杆36有用机械方法连接在一起。如图所示，“开关”手柄23在操作时，通过手柄座24，机构弹簧25和上下连接杆34、36与活动触点臂16连接在一起。下连接片的槽口35，在装配时构成一个滑动连接，而在操作时，绕可动触点臂支轴33转动，该支轴通过处在可动触点15另一头的可动触点臂的端部而被压紧。在图6中可清楚看出具有一对臂92，93的上连接杆，通过上连接杆内的槽口38的滑动连接，用操纵弹簧支承销66与下连接杆铰接在一起。按照上述美国专利申请进一步描述，上连接杆上有一对铰接头，支架31就装在这对铰接头的中央。上连接杆通过一上连接杆支轴62与该支架铰接在一起。如图2所示，手柄座24上有一个向下延伸的手动控制杆44，用于与上连接杆34的顶端41相啮合，以便使断电器复位。手柄座24通过工作弹簧支承销钉66用机构弹簧25与上下连接杆34，36连接在一起。当手柄座24和机构弹簧25移到上连接杆支轴62的左边位置时，连接杆偏向左边，触点就移到了闭合位置(断电器接通)。当手柄座和机构弹簧移到上连接杆支轴的右边位置时，整个过程正好相反，触点移到了打开位置(断电器断开，如图中虚线所示)。示于图2的复位功能是通过将上连接杆34的顶端41作为复位表面未完成的，而不是将支架31上的顶面40作为复位表面这一常规的做法。这样的操作机构的设计与上述美国专利申请和另外一些公知的电路断电器的操作机构相比，有了很大的改进。当触点不焊在一起的时候，上连接杆的顶部与操纵杆44的接触仅仅使操作手柄23与上连接杆顶部之间构成操作性的连接。这是一个重要的特点，它避免了在一旦触点焊在一起时手柄23对机构的重新调整。由图7可以看出，在出现“焊住分离”时，可以看到上连接杆34的顶部41不会充分地转动到达手操纵杆44的位置，因而不会使第二主凸轮面48与付凸轮面63之间产生啮合，免除了机构的重调，结果，手柄返回到“接通”位置。当断电器手柄23处在图3所示的分离位置时，如果触点是分离的，那么借助于把该手柄推到虚线所示的“复位”位置，操纵杆44就能够抬起上连接杆34的顶端41，并带动机构弹簧25、支架31和上、下连接杆34，36到达凸轮复位的位置(参考图2)。支架凸轮面42对面的一边就与第一主凸轮43相啮合，并使它作充分的反时针转动，在付凸轮弹簧50的推动下，引起付凸轮76向反时针方向转动，于是使付凸轮面63出现在主凸轮面48的通路上，因而断电器届时能够借助于将操纵手柄移到虚线所示的“接通”位置，并使触头14，15闭合而闭合，导致再一次处于“接通”(见图1)。当操作手柄23处在接通位置时(参见图4)，由于支架凸轮面42被处在第一主凸轮面45之下，因而在出现短路电流到其“烧断”状态时，可动触点臂16能移动到如虚线所示的16′，并在断电器分离杆30被铰接来分离断电器之前，使可动触点15移到15′。因为希望在短路电流故障-发生就立刻使断电器断开，为此采用了可动触点臂16的顶面85来碰撞下连接横杆37，这种碰撞，可以使下连接杆36迅速地向顺时针方向运动，推动上连接杆34和下连接杆36立即到达“分离”位置，随后在分离杆30松开凸轮之后，到达图3所示的分离位置。就流行的限流“烧断”式电路断电器而言，上述的这种特点是重要的改进，其中可动触点臂的工作独立于触点臂曲拐26的转动，同时防止了触点臂回弹并引起触点重新闭合这一有害状态。为了防止触点在分离后重新闭合，使上连接杆臂92碰撞支架制动销61，这样做也是为了在支架31作逆时针转动时加速上、下连接杆从支架支轴32上分离。
如果电流断电器是一个多极结构，则在每一个独立的极上分别设置一对触点。为了防止所谓的“单相”状态，从图5可知，整体构成了一个常规的多级分离杆86，其中每个极片具有独立的分离杆腿73，如先前所述用于分离所述机构，参看图1。为此就要求一当三个极片中的一个出现过电流时，所有三个极都要全部分离。仍参看图1所示的单极断电器10，单极分离杆30装到付凸轮座架87上是通过把分离杆横档88嵌入槽94中来实现的，槽94位于前后付凸轮片89A，89B之间(在图6中可清楚看见)。构成付凸轮座87底部的爪90与分离杆30咬合在一起。该爪被卡在一个由在分离杆侧面内所整体形成的棘爪槽95内(在图5和5A可清楚看见)。一当分离杆装到付凸轮76上时，由于双金属片18的接触付凸轮支轴27允许分离杆凸出部75和分离杆支腿73作顺时针方向转动。在以Ronald D.Ciarcia等人名义申请的美国专利4，166，988中，为一个三极断电器，其中多级分离杆围绕中心极设置，在这里被引用是为了说明在三极电流断电器内联接这三个互相独立的分离组的常规分离杆的工作。
当断电器承受到短路超载电流时，如在参照图1时所描述的那样，在衔铁6和磁铁7之间立即产生电磁吸力，克服衔铁弹簧72的偏压衔铁向磁铁方向移动，碰撞分离杆凸出部75，通过使付凸轮76和主凸轮43脱离接触来分离断电器，从而能使支架凸轮面42从第一主凸轮面45上移开。但是，已经指出，在诸如紫铜的非铁负荷连接片19和双金属片18之间，在电流以反向流过这两个导体也产生强大的磁场。为防止双金属片的过度变形，在负荷连接片和双金属片之间接上一个诸如钢的铁质材料的磁分流元件，最好是把一片磁性材料全部接到负荷连接片的内表面19A上。这样的磁分流由于从内部短路磁力线就能有效地减小双金属片和负荷连接片之间磁场的相互作用。
参考图6，可以看清断电器各元件的装配方法。将凸轮组件29置于适当位置，用于复位的付凸轮弹簧50被安装在主凸轮43的支腿43A，43B之间，并被置于主凸轮支轴47上方一个侧支架56上的适当位置，而主凸轮支轴47是通过插桩预先装到该侧架上的。付凸轮76被安装在该付凸轮支轴27上方，该支轴也是事先插桩到同一侧支架上。支架31通过支架支轴32，沿着支架固定销61一侧被安装到同一侧架上。支架与支架支轴32之间的连接采用了插桩固定工序，并通过上连接杆支轴62与上连接杆34连接在一起。第二侧架56被装置在适当的位置，以便固定四个销子61，32、47，27的另一端，当把它们插在各自的位置上后，就构成了用于电路断电器的常规操作机械合件5，能适应大范围的电流变化。采用这样的中心销插入固定的装配方法为的是连接方便，而不是断电器性能的要求。
分离器组件8由磁分离组20和双金属片18组成，通过负荷连接片19与接线柱12相连接，通过编织的导线与可动接触臂16的支轴端保持着电气连接。可动触点曲拐26被装在横臂支轴28的上方，并由U-形件70加以固定。触点弹簧77包括扭簧78、79，通过连通件80把两个扭簧连接在一起，它们具有反向的直角支腿82(在图中只能看到其中一条支腿)被安装在可动触点臂16的上方，而可动触点臂支轴销33穿过可动触点臂并穿过触点弹簧。转动臂，弹簧和中心销然后装入槽口65内，槽口65设置在可动触点摇臂架83中(在图6A中清楚可见)。包括可动触点臂和曲拐的整个总成沿着弹簧支腿82的通路穿过一对孔84全都连接在一起，孔84穿通两侧曲拐26上的曲柄架83。下连接杆36安装到曲拐26上如图中虚线所示，即把动触点臂的中心销卡紧在两个下连接杆臂74尾部所构成的槽35内，并且当顺时针方向转动时，借助于从曲拐26两侧延伸的一对支柱96(图中只表示了其中一个)将连杆和中心销固定。下连接杆横臂37用于调整下连接杆臂74之间的间隔，以完成其装配。
然后操作机械组件5被装到分离装置组件上，这是通过把上连接杆上的槽口38放置到穿过下连接杆臂74顶部并向外延伸的操作弹簧支承销66来进行的(参考图6)。在手柄座24两支腿52底部上形成的V型槽54被放置在两个侧支架56内形成的支承片58上方。机构弹簧25的底钩53装到工作弹簧支承销66上，而顶钩51与手柄座横档60中的槽口55相啮合。分离杆30然后插入付凸轮76的支腿之间，直到分离杆横档88在由表面89A，89B所限定的槽口内靠住为止，转动付凸轮弹簧50的臂49，预压弹簧50，最后完成装配。经装配的侧支架56，包括手柄座24，下连接杆36，上连接杆34，可动触点臂曲拐26和可动触点臂16整个都装到外壳上，安装时使两侧支架的孔59，71放置在以外壳11两侧内表面上延伸的支柱或支承凸台68，69上。随后，通过把横杆支轴28装入到外壳两侧面内的孔口84中，把可动触点臂组件装入外壳。
分离机构组件8，触点臂曲拐26、横杆支轴28、上连接杆34和分离杆30的这种安排方式是可以从操作组件5上拆下来，因而只要将前述的各种载流部件设计成和电流额定值成正比就可以使一个普通操作机构分总成，用于电流容量变化很大的各种断电器内。这就大大简化了电流断电器10的装配以及明显地减少形式上所必需的另部件数量，其中每一种容量不同的断电器需要一种独立的操作机构。
勘误表
权利要求
1.包括一分离机构的模盒式电流断电器的操作机构，该机构使固定触点和可动触点配置成成串联连接，该操作机构包括如下组合件用于支承操作手柄和一对操作弹簧的U-形手柄座；由支架固定销分隔的一对反向侧支架；肘型支架可旋转地设置在两侧支架的中间，并安装在支架支承轴上，其一端垂直地延伸到所述两侧架之间；上连接杆可转动地与上连接杆支轴上的支架相连接，上连接杆支轴处于支架支承轴的中央，所述支架上的支架卡钩位于支架支承的另一端；凸轮组包括主凸轮和付凸轮，主凸轮与上述支架卡钩相啮合，而付凸轮可转动地设置在所述侧架中间的顶端，以便借助于设置于付凸轮底部的分离杆，与分离电路相连接；和下连接杆可转动地设置在可动触点臂支持件和上连接杆的中央，操作弹簧连接在U-形手柄座和下连接杆之间，用于根据操作手柄的移动来推动上连接杆和下连接杆到达“接通”和“断开”位置。
2.按权利要求
1的操作机构，还包括一个可动触点臂的支承件，支承着该可动触点臂，可动触点臂支承件包括一对开有槽口的支架，支架安装在横杆支轴上。
3.按权利要求
2的操作机构，其中可动触点臂端接于所述可动触点另一端的支轴上，该支轴固定在可动触点臂支承件端部的上述一对槽口内，用以支撑可动触点臂，并可使该可动触点臂独立于可动触点臂支承件进行转动。
4.按权利要求
3的操作机构，其中下连接杆包括一处在端部的槽口，用以把一个销钉装入可动触点臂的端部和可动触点臂支承件内。
5.按权利要求
4的操作机构，其中可动触点臂支承件包括一对附加的凸出部，凸出部从那里延伸并依靠支在可动触点臂中心销与下连接杆开槽端连接。
6.按权利要求
2的操作机构，其中上连接杆有一个十字形的结构，借此，后臂可以碰到支架固定销，在上述触点通过过电流时，可加速上连接杆和下连接杆与支架固定销分离，防止触点再次闭合。
7.按权利要求
1的操作机构，还包括一个负荷连接片，用于与分离机构连接在一起，负荷连接片由一个扁平的导体构成，该导体具有一个面向该分离机构上双金属片的表面。
8.按权利要求
7的操作机构，其中负荷连接片在其扁平导体的表面上包括一个磁分流装置，用于当短路电流流过分离机构时减小磁场对双金属片的影响。
9.按权利要求
8的操作机构，其中负荷连接片由非-铁合金制成，而磁分流器由铁合金制成。
10.按权利要求
3的操作机构，其中下连接杆槽口卡住触点臂的中心销。
11.按权利要求
1的操作机构，其中上连接杆顶部伸出的距离要比支架肘顶部伸出的距离大，该支架肘用以与从U-形手柄座上伸出的杆件相接触，并移动支架钩与主凸轮一起进入复位啮合。
12.模盒式电流断电器装配方法包括的步骤把固定触点和接线片装入模压成型的塑料盒内;把与可动触点臂和负荷端接片作了电气连接的分离机构装入固定触点另一端的模盒内;把触点支承件放进塑料模盒内的槽中，使可动触点臂上的中心销与触点支承件上的一对槽口滑动地啮合;通过把可动触点臂的中心销装入下连接杆底部的一对槽口内，下连接杆装到触点支承件上;把U-形操作手柄座装到带有凸轮组件、支架和上连接杆的一对侧支架上;通过使下连接杆上的一对槽口与可动触点臂中心销的啮合，把上连接杆装到下连接杆上;把侧支架放入塑料模盒内，并把它固定在其中。
13.按权利要求
1的操作机构，其中付凸轮包括一对由扁平的凸轮表面所构成的座架。
14.按权利要求
13中的操作机构，还包括一个可以拆卸的由主体件组成的分离杆，主体件包括一个顶端凸出部，用于承受与磁分离元件的相互作用，并包括一底部凸出部，用于承受与热分离元件的相互作用。
15.按权利要求
14的操作机构，其中分离杆还包括一对侧面凸出部，用于把分离杆套入付凸轮座架中。
16.按权利要求
15的操作机构，其中分离杆的一侧包括一个凹槽，用于接受其中一个座架上的一个延伸部，以便与该座架的延伸部保持有效接触。
17.按权利要求
15的操作机构，其中可拆卸的分离杆还包括延伸件，用于在单电路断电器内提供一个多-极操作。
18.按权利要求
15的操作机构，还包括一个付凸轮支轴销，延伸于两个相对的侧支架之间，用于支承付凸轮弹簧，付凸轮弹簧的第一个臂朝向付凸轮偏于主凸轮，而第二个臂朝向主凸轮偏于付凸轮。
19.按权利要求
18的操作机构，其中第二个臂还使分离杆偏到复位位置。
20.模盒式电流断电器包括在模压的塑料模盒一端固定有引线片，接线柱，灭弧槽和固定触点，在另一端固定有接负荷连接片，负荷端接片和分离机构;操作机构安置在触点臂支承件上，支承件位于灭弧槽和分离机构之间，操作机构包括支承着一支架的一对侧支架上的操作座架，上连接杆，主、付凸轮，一对操作弹簧和一个可拆卸的连接于上连接杆和触点支承件之间的下连接杆，触点支承件包括一对开槽的臂，用于固定和可动触点相反一端的可动触点臂一端上的销钉，可动触点臂可以绕销钉转动而和触点支承件的转动无关。
21.按权利要求
20的模盒式电流断电器，其中负荷端接片包括一个扁平的金属导体，它具有一个面向分离机构的表面，并在所述表面上还包括一个磁分流器，用于当短路电流流过分离机构时，减少磁场对分离机构的影响。
22.按权利要求
21的模盒式电流断电器，其中上连接杆包括一对十字形件，通过中心销可转动地与支架连接。
23.按权利要求
22的模盒式电流断电器，其中支架包括一个拐-形件，拐的一端借助于支架转动中心销，可转动地安装到侧架上，另一端支承在支架钩上。
24.按权利要求
23的模盒式电流断电器，其中上连接杆的顶端延伸出托架拐，用以使这个延伸部份接触到手柄座架，并推动支架钩，使其与主凸轮啮合，以带动操作弹簧进入超过中心状态，并在操作机构由于过电流作用而使可动和固定触点臂分离时，可动触点臂可以向逆时针方向转动，从而当可动触点在操作机构过电流操作后而被焊住在固定触点上时，上连接杆不会使该延伸部接触到手柄座而推动支架钩与主凸轮进行啮合。
25.按权利要求
20的模盒式电流断电器，其中分离机构包括磁分离和热分离两种敏感元件，磁分离元件包括一个安装在负荷连接片上的磁铁，还包括一对从负荷连接片上延伸的臂，其中一条臂上设有槽口，用于接纳一个由衔铁向外延伸的调整片，通过衔铁弹簧，衔铁偏离磁铁。
26.按权利要求
25的模盒式电流断电器，其中负荷连接片还支撑着上述热分离敏感元件，并包括一个处在热元件和负荷连接片之间的磁分流器，用以保护热元件，防止磁变形。
专利摘要
具有一个可拆卸的可动触点臂和分离机构组件的用于模盒式电路断电器的可互换操作机构总成，可以使同样的机构总成适应于断电器内电流容量的大幅度变化。采用了常规的搭锁式分离杆连接，还可使多极机构从常规的断电器机构上分离。当触点焊死时，该机械组件被设计成仍可使操作手柄保持在“接通”位置，从而免除了机构的重新调整。
文档编号H01H71/74GK87100091SQ87100091
公开日1987年9月9日 申请日期1987年1月8日
发明者罗纳德·戴维·恰尔恰, 格雷戈里·托马斯·迪温琴佐, 理查德·埃默里·伯尼埃, 约瑟夫·古斯塔夫·纳吉 申请人:通用电气公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan