专利名称：单相断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单相断路器，它具有一个至少可以被一个过载跳闸元件启动的开关机构，可以把至少一个，最好是两个这样的单相断路器联接起来，联接的方式可以使当其中一个断路器过载时，所有的断路器的各极都断开。如果需要的话，还可以加上包含有操作元件和与该操作元件相连的电流刻度盘的电流范围设置器件。
传统的断路器有一个特定的额定电流值，该额定电流值是在制造过程就通过适当的材料选择和过载跳闸元件的适当的结构设计预先设定的，并且不能再改变。因此，对于每一个期望的额定电流，都必须制造一种特定类型的断路器。
鉴于这种类型的断路器，现在期望向电动机断路器等提供一种可以以相类似的方式调节断路器额定电流的能力。这种改进具有这样的工程制造上的优点可以减少断路器类型的数目，而且用户自己可以在一定的范围内对于不同应用场合分别选择期望的额定电流。
在EP-B1-338 250中已经公开了一种这样的断路器。该文献描述了一种多相断路器，其每一极通路都由单独的断路器组成。因此，每一个极通路都有各自的开关触点，和各自的启动这些开关触点的断路器机构，以及各自的启动这些断路器机构的过载和短路跳闸元件。在这种情况下，各极通路以这样的方式互相联接当其中一个断路器跳闸时，所有的其它极通路都断开。
过载跳闸元件由双金属片形成，其一端固定在断路器上，另一端则由被监控电流造成的发热引起的双金属片的弯曲向断路器机构移动，且在接触到时可以使断路器跳闸。
为了实现期望的对额定电流值的调节。在每个独立开关的双金属片的自由端和开关机构之间设置一个楔形的调节片。所以，为了启动跳闸过程，双金属片的自由端无须移动从其停留位置到开关机构之间的全部距离，而只须通过该总距离和在双金属片和开关机构之间产生了作用的楔子厚度的差值即可。有效的楔形厚度可以通过楔形调节片的变换位移的简单方式实现。
为了有可能实现这种位移，根据EP-B1-338 250，加上一个单个的中间导引片，该导引片对所有极通路都是相同的。每一个调节片都悬挂在该中间导引片上，使得它们在连接头的作用下，能够沿双金属片的动作方向互相做相关的移动。
中间导引片都安装在独立的每个壳体上，使其能对于双金属片的动作方向做横向的位移。这样的结果致使楔子表面也可以对于双金属片的动作方向做基本横向的移动。
中间导引片通过中央操作元件进行移动，该中央操作元件做成圆柱状旋转柄的形状，安装在覆盖中间导引片的同一壳体的部分上，致使该元件可沿纵轴方向绕轴枢转。该枢转柄在其面向中间导引片的一端有一个偏心地安装的针，该针装在中间导引片上的一个长圆孔里。
这样的设计具有的主要优点如下由于所有极通路都采用了共用的中间导引片，多相断路器的组件在本质上包括两个动作第一，每个开关都必须与其它开关相互联接；第二，在该组件中必须嵌入共用的中间导引片。
由于调节片事实上装在共用的中间导引片上，在未组装时还没有调节片，因此单个开关不能靠自己单独动作。它们必须在一起使用，但并不是为了保护单独的导线。
另外，在组装之前的状态下不可能分别检查单个的极通路。事实上，单个极通路的功能检查只能在组装状态下，在每种情况下向一个极通路施加试验电流才能实现。如果在这个过程中发现某一个极通路有缺陷，这个开关必须被打开，拆成单个的零件(单个的开关和共用的中间导引片)，组合的单个开关必须被替换，断路器必须被再次组装。
另外，由于采用共用的中间导引片，断路器中的电极个数受到限制。因此，对于每一个期望的电极个数，必须提供一个特定的中间导引片。
通过双金属片直接启动断路器机构，导致以下的困难在正常动作时，双金属片被加热到250℃。和双金属片直接接触的断路器机构的零件(往往形状复杂且相当地多)必须由具有适当的温阻的材料制造，从而必须用昂贵的塑料或金属制造。另外，断路器机构直接启动还造成对振动和冲击的抵抗力下降，因为双金属片的振动被直接传给断路器机构。
调节片以楔形悬挂在与中间导引片严格安装在一起的连接头上，使得这些连接头必须按照互相之间的期望的距离和中间导引片的棱边非常精确地安装。连接头的任何一点错位都会直接导致安装在其上的楔块的停留位置的变化，从而不可避免地造成与之相联的极通路的反应灵敏性的变化。因此，制造中间导引片必须具有很高的要求，由此导致了高的成本。
本发明的目的是为了得到一种规格的、在前面详细讲述过的类型的单相断路器，它完全可以独立地动作，也可以在不加任何部件的情况下，与任一期望数目的同样的单相断路器联接起来，构成多相断路器。而且还希望这种断路器对冲击和振动有很好的抵抗力，而且对于调节片和中间导引片的连接点的位置偏差的要求相对不严格。
根据本发明，上述目的的实现，在于在过载跳闸元件和悬架之间设置一楔形的调节片，悬架作用在开关机构上；在于楔形的调节片通过一个弹性灵活的弹簧与中间导引片牢固相连；并且在于中间导引片安装在断路器的外壳上，致使它可沿过载跳闸元件的动作方向移动。
因此，根据本发明，每一个单相断路器都有自己的中间导引片和安装在其上的调节片。因此，可以不依赖于其它部件独立地动作，也就是说，它可以独立地用来保护单条载流线，或者与任一期望数目的同样的断路器相联接，以用来保护多相导电系统。
双金属片通过悬架对开关机构的非直接作用表明，只有这个形状比较简单、用材料很少的部件(双金属片)需用温阻材料制造。而且，设计合理的悬架具有消振作用，大大提高了断路器对振动的抵抗力。
被选择用来连接楔形调节片和中间导引片的弹簧可以少量地抵消其在中间导引片和调节片上的安装点的偏差，致使这种制造误差不导致调节片在其动作方向上的移动，而仅是减小了不改变过载跳闸元件和悬架间有效宽度的扭力。
在本发明的进一步改进中，提供并使下列成为可能把中间导引片和与该断路器联接的其它断路器的中间导引片牢固相连。
这导致了相互联接的所有单相断路器的额定电流的同步调节，并由此导致一方面，该调节可以迅速地实现，另一方面，可以保证所有的单个的断路器都被设定成相同的额定电流。
在上下文的本发明的发展中，在中间导引片的与其它断路器联接的端部，设有凹槽和／或与该凹槽完全相吻合的凸起，该凸起穿过断路器的外壳。
这种类型的设计允许断路器的中间导引片以紧锁的方式互相连接在一起，从而无须借助其它的如粘合剂、螺丝等的帮助。
在该过程中发现，如果凸起和凹槽具有侧面，且沿着中间导引片的运动方向以合适的角度运动，将是特别有益的。
如果两个相邻的单个的断路器的中间导引片被正确地定位，它们只须逐个地相抵靠，也就是说，其中一个中间导引片的凸起插进另一个中间导引片的凹槽里，在该过程中中间导引片的连接是自动地形成的，无须单独的中间导引片的连接工序。而在提供的凸起和凹槽都有切口时就需要这种单独的连接工序。
下面将结合附图描述的优选实施例对本发明作更详细的解释。
图1a是根据本发明的单相断路器的侧视图，其上壳体已除去；图1b是根据图1a的断路器的示意图；图1c是根据图1a、1b的断路器的额定电流调节器件的放大的侧视图，其上壳体已除去；图2是根据图1、2的断路器的中间导引片和操作元件的细节的示意图；图3a是根据图1、2的三个互相联接单相断路器的中间导引片的细节的示意图；图3b、3c是图3a中L1和L3所示的单相断路器的额定电流调节器件的侧视图，其上壳体已除去；图4a是图3a中L1和L2所示的单相断路器的中间导引片的放大的示意图；和图4b是根据图4a的中间导引片，以与图4a相同的方式说明，但其凸起和凹槽的设计方式与图4a不同。
由图1a可以清楚地看出，根据本发明的单相断路器，以与传统断路器相似的方式进行设计。它必然包括两个连接被监控的导线的螺纹接线端14和15、过载跳闸元件1和短路跳闸器件16、和可以把动触点17从图1a示的闭合位置移向断开位置的开关机构2。
在该断路器中，被监控的电流首先流经第一螺纹接线端，依次途经过载跳闸元件1、可动导电缆19和触点载体20，到达动触点17，然后，途经静触点18到短路跳闸器件16，最后到第二螺纹接线端。
开关机构2可被短路跳闸器件16和过载跳闸元件1启动，其方式如下所述。
短路跳闸器件16是以已知的方式制成的，例如，由一个螺线管及其可动衔铁组成，当适当的高短路电流流过时，衔铁撞击开关机构2的触点载体20。
过载跳闸元件1包含由被监控电流加热的双金属片。双金属片的一端21安装在断路器的壳体上，另一端22保持自由移动。加热时双金属片弯曲，从而使端点22沿箭头23所示的方向移动。如果加热足够剧烈，在运动过程中双金属片的自由端22与作用在触点载体20上的悬架3接触，驱使悬架3沿运动方向移动，由此导致开关机构2响应。
触点载体20在动触点17的断开位置的方向上预先被弹簧24拉伸。短路跳闸器件16的衔铁和／或过载跳闸元件1通过悬架3造成的触点载体20(已说明)的微小偏移，通过弹簧24而增大，致使触点载体20完全转动到动触点17的断开位置。
提供了伸到(壳体)外面的手动操作杆25，通过它可以闭合断路器，也就是说，可以把触点载体20转回到动触点17的闭合位置。
根据本发明的断路器的壳体以已知方式设计成两部分，即包括下壳体26和上壳体27(见图1b)。
根据本发明的断路器，其特定特征包括一个调节过载跳闸元件1的反应敏感性的器件，也就是图1c中详细示出的额定电流调节器件。
该调节器件的最重要的部件是调节片4，该调节片4是楔形的、且安装在过载跳闸元件1(精确地说，是其自由端22)和悬架3之间，悬架3作用在开关机构2上。而且，提供一个安装在断路器壳体上从而能够沿箭头28所示的方向移动的中间导引片6，也就是说，中间导引片6可以沿过载跳闸元件1的动作方向(用箭头23表示)移动。
楔形的调节片4通过装在导引槽29上的弹性灵活的弹簧13，与中间导引片6牢固相连。在附图中描述的本发明的实施方案的情况下，弹簧13与调节片4和中间导引片6是用铆钉连接的，但不应把这一点理解为限制因素，其它形式的连接，如粘结、焊接，都是可以采用的。
中间导引片6沿过载跳闸元件1的动作方向的移动造成的弹簧13的运动，即沿箭头23、28的运动，在导轨29中被偏转了近90°，致使调节片4沿与过载跳闸元件1平行的方向(用箭头30表示)移动。
在这种设计中，过载跳闸元件1的自由端22为了接触悬架3并使开关机构2断开，无须经过其停留位置和悬架3之间的全部距离，而是自由端22和悬架3间的距离减去调节片4的直线宽度后的距离。为了不阻碍自由端22的运动，调节片4必须可以尽可能容易地枢转，为此，弹簧13的弹性必须尽可能地好。为此，弹簧13可以用金属或塑料加工成薄带或细条状。
由于上述调节片4的移动，其有效宽度可以在任何给定时刻变化，从而改变自由端22断开断路器机构的偏移运动。自由端22的偏移运动与当时的被监控的电流的强度有关，从而调节片4的移动可使调节与之响应的电流强度，即过载跳闸元件1的额定电流的强度，成为可能。
为了使上述中间导引片6移动，提供了操作元件5(参见图2)。该操作元件5设计成圆柱状的旋转柄，且安装在断路器壳体上，使它可以沿纵轴方向绕轴枢转。
操作元件5在其面向中间导引片6的一端设有一个偏心设置的针7，该针7配合在中间导引片6的长圆孔31中。
旋转调节动作(用箭头32表示)优选地用螺丝刀加在操作元件5上，通过针7和长形孔31转换成中间导引片6的沿过载跳闸元件1的动作方向的横向运动。
为了有可能看到来自外侧的额定电流的实际值，在外壳的外壁上安装了电流刻度盘33，安装位置在所述的操作元件5的区域处(见图1b)，该电流刻度盘33配置在操作元件5上。
到此为止，所描述的断路器仍然是单相器件，也就是说，适于监控仅一相载流导线。然而，在多数应用场合下，断路器都设计成多相的、使其可以同时监控多相载流导线。在通常的三相系统中，一般采用双相，三相或四相断路器(分别用来监控包含L和N，L1、L2和L3或L1、L2、L3和N的系统)。
根据本发明，断路器的设计应满足多个该单相断路器互相联接的方式应在其中一个断路器过载时，使全部断路器各极都断开。如上所述，根据本发明，每个断路器都能完全独立地动作，故只需把多个断路器并列放置就可构成一个多相断路器。
单个开关机构2之间的联接往往可以通过各个断路器的连杆25(被用作手动开关)的机械连接很容易地实现。作为上述的替换方式，可以向每一个开关机构2提供一个指状物(为了清楚起见，图中未示出)，该指状物穿过它的断路器和相邻断路器的壳体从一边伸出，并与相邻断路器的开关机构2相连，并因此在它自己的开关机构响应时使相邻断路器也动作。将多个单相断路器如上所述和图1和2所示的情况互相并列放置，会导致以这种方式制作的多相断路器的每一极通路都有自己的、与其它极通路相分离的额定电流调节器件，对于多相断路器，这无疑是一个简易可行的设计，但是由于用户必须分别调节每一个极通路，这实际上是不可行的。
因此，本发明使互相联接的断路器的中间导引片6牢固地相连接。为了做成这种连接，中间导引片6的区域必须可以到达相关开关的外壳，即例如，这些外壳上必须有孔10。
从原则上讲，可以选择任何期望类型的连接方式，例如，两个相邻的中间导引片6的相互连接可采用粘接、焊接、铆接、或在两个中间导引片6上加附加部件，如销钉，进行紧锁连接。
一种基于三相断路器的特别优选的连接方式如图3、4所示，下面将对此做更详细的解释。
中间的断路器L2的中间导引片6在其面向断路器L1的一端有一凸起12，凸起12穿过下壳体26上的孔10，并穿出断路器L2的外壳。断路器L1的上壳体27也同样地有一孔10，当断路器L1、L2联接在一起时，L1的孔10落在L2的孔10的上方。因此，凸起12也穿过断路器L1的壳体，并伸进它的内部。
断路器L1的中间导引片8有一个与凸起12完全吻合的凹槽11，凸起12插入凹槽，通过这种方法，中间导引片6、8以紧锁方式互相连接。
断路器L2、L3的中间导引片6、9也以同样的设计尺寸互相连接，即通过完全吻合的第一个中间导引片的凸起12和第二个中间导引片的凹槽11。与断路器L1、L2的中间导引片6、8的连接比较，断路器L3的中间导引片9只具有凸起12，断路器L2的中间导引片6只具有凹槽11。
凸起12和凹槽11的侧面34以垂直的角度沿中间导引片6的运动方向运动(参见图4a)。这种构造方法的主要优点在于在组装时只须把断路器L1、L2、L3按上述方式互相抵靠地布置。上述中间导引片6、8、9的紧锁连接，即其中一个中间导引片的凸起12插进另一个中间导引片的凹槽里，在这种情况下是自动产生的。
当然，这种凸起12和凹槽11的设计方式不应被视为一种限定，例如当侧面34和另一个侧面形成一个锐角时，从示意图上看，凸起12和凹槽11就可以形成三角形。还有一个选择是，凸起12被设计成中间导引片6从端部向里越来越宽，凹槽11相应地被设计成随深度增加越来越宽(参见图4b)。然而，这种类型的设计，需要以分离的操作把中间导引片6、8、9互相连接。
单独的中间导引片6、8、9之间的牢固连接使得当其中一个中间导引片移动时，能同时调节所有的断路器L1、L2、L3的额定电流范围。因此，就不必向每个断路器L1、L2、L3的额定电流调节器件提供它们各自的操作元件5。在图3所示的三相断路器中，外部的断路器L1、L3就省去了操作元件5。而且进一步地还导致，中间导引片8、9上无须长圆孔31，(断路器L1、L3)壳体外部也无须安装电流刻度盘33。
进一步地，不再重复增加极通路的数目，从而使得两个外部的断路器无须再具有连接更多断路器的能力。它们的暴露的外壳体(对于断路器11是其下壳体26，对断路器13是其上壳体27)由此就不具有孔10，而且进一步地，它的中间导引片8、9只具有一个凸起12(中间导引片9)或只具有一个凹槽11(中间导引片8)。
权利要求
1．一种单相断路器，含有一个至少可以被一个过载跳闸元件(1)启动的开关机构(2)；可以继续与至少一个，最好是两个该单相断路器联接，联接的方式使得当其中一个断路器过载时，所有的断路器的各极都断开；如果需要的话，还可以加上由操作元件(5)和与该操作元件(5)相连的电流刻度盘(33)组成的电流范围设置器件；其特征在于在过载跳闸元件(1)和悬架(3)之间设置一个楔形的调节片(4)，而悬架(3)作用在开关机构(2)上；楔形的调节片(4)通过弹性灵活的弹簧(13)与中间导引片(6)牢固连接；中间导引片(6)安装在断路器的壳体上，能沿过载跳闸元件(1)的动作方向移动。
2．如权利要求1所述的单相断路器，其特征在于中间导引片(6)可与和该单相断路器相联接的其它断路器的中间导引片(8、9)牢固连接。
3．如权利要求2所述的单相断路器，其特征在于中间导引片(6、8、9)在其面向另一个相联接的断路器的端部，具有一个凹槽(11)和／或一个与凹槽(11)完全吻合且穿过断路器壳体的凸起(12)。
4．如权利要求3所述的单相断路器，其特征在于凸起(12)和凹槽(11)具有与中间导引片(6、8、9)的运动方向呈直角的侧面(34)。
全文摘要
一种单相断路器,含有可被过载跳闸元件启动的开关机构;可与其他单相断路器联接,当其中一个断路器过载时,所有的断路器的各极都断开;还可以加上由操作元件和与该操作元件相连的电流刻度盘组成的电流范围设置器件;在过载跳闸元件和支架之间设置楔形的调节片,支架作用于开关机构上;楔形的调节片通过弹性灵活的弹簧与中间导引片牢固连接;中间导引片安装在断路器的壳体上,能沿过载跳闸元件的动作方向移动。
文档编号H01H71/10GK1205536SQ98115470
公开日1999年1月20日 申请日期1998年7月9日 优先权日1997年7月10日
发明者蒂博尔·波尔加 申请人:费尔腾和古伊勒奥梅奥地利股份公司