包括用夾子固定的兩部件式外殼的電開關設備的製作方法
2023-11-02 21:28:52
專利名稱：包括用夾子固定的兩部件式外殼的電開關設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種低壓電開關設備，這種類型的電開關設備包括剛性外殼，該剛性外殼由絕緣合成材料製成，並裝有可分離的觸頭和這些觸頭的驅動機構。尤其是，本發明涉及將部件固定，從而形成該設備的外殼的方法。
背景技術：
多極、高額定功率的電開關設備的外殼通常由至少兩個部件形成，其中有一基座，該基座設計為支承用於進行設備的電連接的電源接線端；以及至少一個蓋。該外殼確定了一個用於可分離觸頭和該觸頭的驅動機構的殼體，該可分離觸頭與電源接線端相連。該蓋通常包括至少一個開口，以便使該設備的操作、控制或顯示裝置通過。需要時，該蓋有凹部，設備的附件裝於該凹部處，且該凹部由蓋住蓋的全部或一部分的一個附加蓋來封閉。該類型的設備如文獻WO01/16984所述。通過固定螺釘來將蓋固定在基座上，該基座鑽有孔，該孔是蓋的孔的延伸，這樣，螺釘能夠通過蓋的前面板而插入和擰緊。
當開關設備的範圍既包括前述類型的多極設備，也包括單極設備時，單極設備中也將有該多極設備中的該機構全部或部分機構、滅弧室或跳閘裝置，因此，單極設備中也要有與多極設備的設計總體相同的外殼，即也包括基座和蓋。例如，文獻WO01/16986所描述單極的外殼就是這種情況。這時，該蓋包括四個通孔，接著這四個通孔延伸的為形成於基座的增強面板內前面板的四角處的四個鑽孔。這些孔能夠插入螺釘，該螺釘將蓋固定在基座上。當裝上螺釘後，該螺釘頭與外殼的前面板齊平。這種通過螺釘進行的裝配有尺寸方面的問題，因為在設備的前面板上只有很小的空間可以利用。而且，該結構需要在外殼的拐角處提供足夠的塑料材料來形成增強結構，從而在鑽孔處形成剛性壁。當強電流斷開而在設備中產生高壓時，螺釘實際上在剪切應力下工作，這需要較大的螺釘直徑和較深的螺紋。螺釘必須位於外殼的拐角處，以便空出中部的空間，該中部空間將安裝該機構和觸頭。因此，在發生斷路時，尤其是在斷開短路時，在設備外殼內的電弧產生氣體壓力，而在側面板之間的結合處中部，即遠離固定螺釘的中部，在受到這種氣體壓力時，易於變形。這使得必須增厚該側面板，以便使它們有更大的強度，或者必須設法使外殼進行普通密封。最後，四個螺釘的安裝需要進行麻煩的裝配操作。
還知道在電開關設備的外殼的兩部件之間進行固定的其它可選方法，尤其是對於主要用在最終的配電開關板上的低額定功率設備。通常，該設備的外殼由兩半殼體形成，這兩半殼體通常彼此鉚接。為了減少鉚釘數目，在文獻FR2389221中提出在兩半殼體之間的結合處上裝有粘條，以便增加該外殼的強度。還提出用韌性夾子代替某些鉚釘，如文獻FR2462014所述。在該文獻中，兩個鉚釘用於外殼的後部拐角，以便將兩半殼體固定。這兩個鉚接由兩個U形韌性夾子實現，這兩個U形韌性夾子布置在前部拐角處的前面板上，且垂直於兩半殼體的結合線。不過，該方法並不能替代所有鉚釘。而且，顯然，它們僅涉及低額定功率的設備，當進行斷路時，該低額定功率的設備僅產生相對較低的過壓，因此應力較低。在文獻EP860901中還提出在一半殼體上形成韌性卡子，該卡子可與形成於另一半殼體上的凹口連接，從而獲得沒有鉚釘和螺釘的組件。該固定方法非常有利，因為它很簡單，但是它並不適用於易受到內部過壓的設備，尤其是電源開關、斷路器或轉換器。而且，重要的是，成兩半殼體形式的外殼的幾何形狀與由基座和蓋形成的開關外殼根本不同，因此，適用於一種類型外殼的方法並不能轉用到另一種上。在文獻JP4242037中還提出通過環繞斷路器周邊布置的彈性帶來固定斷路器外殼的兩部件。每個帶幾乎完全環繞該外殼。根據一種可選方式，各帶的兩端在外殼的前面板上彼此固定。根據另一可選方式，帶的兩端通過合適裝置固定在外殼的蓋上。該帶既可以由玻璃纖維增強的聚酯織物條形成，也可以由可進行很大伸長的聚縮醛材料條形成，或者由包含尼龍和玻璃或碳纖維的複合物形成，或者由鋼琴線形成。在各種情況下，可以設想，這些帶子都是韌性的和可伸長的。這樣的機械特徵使它們能夠環繞該外殼，並通過由該帶的彈性拉伸應變所產生的應力來提供在外殼的兩部件之間的所需粘接。該帶的安裝並不容易，因為它需要較大的拉力，從而需要專門的機器或工具來進行安裝。此外，當帶的端頭固定在外殼上時，在外殼的固定點處所形成的應力基本為切向，這並不很有利。最後，該帶受到較大拉伸，這將使得它們的彈性特性隨時間變化，因此，經過幾年後，該外殼的強度將會成問題。
發明內容
因此，本發明的目的是克服現有技術的缺點，從而提供一種具有包括基座和蓋的模製外殼的電開關設備，且在該電開關裝置中，在基座和蓋之間的固定方法並不麻煩，且能簡化安裝和較便宜。
為此，本發明的目的是提供一種電開關裝置，該電開關裝置包括一外殼，該外殼包括一基座，該基座形成後面板；一蓋，該蓋形成與該後面板相對的前面板，並有穿過該蓋的開口；可分離的電觸頭，該電觸頭裝於外殼內部，並在前面板和後面板之間；可分離觸頭的驅動機構，該驅動機構裝於外殼內部，並在該前面板和後面板之間，且裝備有操作裝置，該操作裝置穿過蓋中的通道伸向該外殼外部；固定裝置，該固定裝置使蓋相對於基座固定，並包括至少一個第一韌性金屬夾，該第一韌性金屬夾包括一中間部分，該中間部分從後面板一直延伸到前面板，接著該中間部分延伸的是摺疊到前面板上的前凸耳和摺疊到後面板上的後凸耳，從而夾住該基座和蓋。
該夾子在外殼外部，因此並不佔用外殼內的任何空間。該夾子的安裝非常簡單。實際上，僅須使一個凸耳相對於外殼定位，然後再向該夾子的中部施加很輕的壓力，該夾子由於彈性變形而彎曲，從而能使第二凸耳安裝就位。該安裝並不需要很大的力。此外，安裝好的夾子並不會受到很大應變，因此，在該設備的使用壽命中，它的彈性特徵不會改變。
優選是，該固定裝置還包括第二韌性金屬夾，該第二韌性金屬夾包括一中間部分，該中間部分從後面板延伸到前面板，接著該中間部分延伸的是摺疊到前面板上的前凸耳和摺疊到後面板上的後凸耳，從而夾住該基座和蓋。該外殼形成有彼此相對的第一側面板和第二側面板，第一夾子的中間部分與第一側面板接觸，第二夾子的中間部分與第二側面板接觸。該外殼位於平行六面體的幾何包絡面內，該包絡面有與第一側面板和第二側面板相切的平面幾何側面，驅動機構驅動該可分離的觸頭沿平行於所述幾何側面的軌道進行平面運動。
這些夾子夾住外殼的兩相對側面板。因此，它們構成增強該外殼的外部增強件或周圍框架。外殼的面板在與夾子的交界面處僅受到壓力而不會受到較大的剪切應力。當該外殼在外殼內斷開高電流而受到由電弧產生的高內部過壓力時，在外殼和夾子的交界面處的應力並不會使該外殼損壞。
而且，夾子的較小尺寸使得它們能在需要時布置成拐角之外的其它位置，尤其是在靠近側面板中部的位置處。因此，將提高該外殼的強度，尤其是在基座的側面板和蓋的側面板之間的結合處。
優選是，第一側面板包括一個槽，用來裝第一夾子的中間部分，第二側面板包括一個槽，用來裝第二夾子的中間部分。這些槽使得該夾子能夠在不需要大量塑性材料的情況下固定。這些槽限制了對該夾子的接近，從而防止意外拆開。
優選是，該外殼還形成有將側面板連結起來的橫向面板，該設備還包括與觸頭相連的電源接線端，且該設備通過形成於該橫向面板上的通道開口而向外開口於外殼的外部。夾子布置在沒有任何電連接功能的側面板上，因此不會對用於進行連接的橫向面板產生任何附加的防礙。
根據一個實施例，側面板有比橫向面板更大的表面，尤其是當該設備為單極設備時。這時，實際上正是在這種情況下，夾子的較小尺寸在實踐中有最大的優點，即使用於多極設備時也一樣。
優選是，後面板包括第一後凹口，以便裝第一夾子的後凸耳；以及第二後凹口，以便裝第二夾子的後凸耳。同樣，前面板包括第一前凹口，以便裝第一夾子的前凸耳；以及第二前凹口，以便裝第二夾子的前凸耳。這些凹口有助於防止意外拆開。
根據一個實施例，該設備還包括一後蓋，該後蓋至少部分覆蓋第一夾子的後凸耳和第二夾子的後凸耳。該後蓋的基本功能是防止接近夾子的後凸耳。
根據一個實施例，該設備還包括一前蓋板，該前蓋板有使操作裝置通過的開口。該前蓋板也稱為輔助蓋，有引導操作裝置的功能。它也能夠覆蓋蓋在基座的相對側上的開放的凹部，以便裝顯示裝置或控制附件。不過，它沒有固定機構或包容設備的內部壓力的功能。
根據一個可選實施例，該前蓋板至少部分覆蓋第一夾子的前凸耳和第二夾子的前凸耳。這時，該前蓋板也有防止直接接近該前凸耳的功能。
通過下面對本發明的特殊實施例的說明，可以更了解其它優點和特徵，該特殊實施例僅僅作為非限定實施例，並在附圖中表示，附圖中圖1所示為根據本發明實施例的單極斷路器的透視圖；圖2所示為圖1中的斷路器沿剖面II-II的縱剖圖；以及圖3所示為圖1中的斷路器沿剖面III-III的橫剖圖。
具體實施例方式
圖中所示的開關設備是一種低壓單極的電路斷路器10，該電路斷路器10有一個由合成絕緣材料製成的模製外殼12，該外殼12由在後部的基座14和在前部的蓋16形成。蓋16包括前面板17，該前表面17由輔助蓋板18部分覆蓋；鋸齒狀側面板19a、19b；以及橫向面板20、21。該部件的基座14的一部分包括與蓋16的前面板17相對的後面板22、側面板23a、23b以及橫向面板24、25。蓋16裝在基座14上，其中的幾何結合面位於基座和蓋的側面板和橫向面板的邊緣的高度處，這樣，裝配後的外殼近似於平行六面體，有兩個具有較大尺寸的側表面24a、24b和兩個相對狹窄並被切除很多的橫向表面26、28。換句話說，該設備外殼可以位於由矩形六面體構成的幾何包絡面內，該矩形六面體的較大表面與側面板24a、24b相切，並平行於圖2的剖面II-II。
蓋16通過四個有韌性的夾子30a、30b固定在基座14上，這四個夾子在外殼的側表面24a、24b上成對地彼此相對。每個夾子由有韌性的硬片形成，該硬片有直的中間部分32a、32b，該中間部分在其一端延伸有前凸耳34a、34b，該前凸耳34a、34b成插入蓋16的前凹口36a、36b中的卡子的形式，該中間部分在其另一端延伸有後凸耳38a、38b，該後凸耳38a、38b插入形成於基座14中的後凹口40a、40b內。不工作，後凸耳38a、38b摺疊成與該中間部分32a、32b所成角度稍微大於90°。前凹口36a、36b在前表面17上向外開口，並沿大致平行於側面板24a、24b的方向伸入，以便接受摺疊成180o的卡子。後凹口40a、40b大致垂直於側面板24a、24b伸入，它在該側面板上向外開口，且該後凹口形成沿相應前凹口的方向的凹部。與同一夾子30a尤其是30b相對應的前凹口36a尤其是36b和後凹口40a尤其是40b通過形成於基座和蓋的側面板上的槽42a尤其是42b而連接。後板43夾在(或粘在)後面板22上，從而形成後蓋板，以防止進入後凹口。該外殼還形成有平行於槽42a、42b的半圓柱形槽44，該半圓柱形槽44位於該設備的四角處。各半圓柱形槽44有與其對應的一個凹口45。
蓋16有開口46，以便使斷路器機構的操作手柄88通過，接著該開口延伸的是輔助蓋板18的相應開口47。活動屏蔽件48保證外殼12的內部和外部在該開口46處密封。輔助蓋板18另外裝有一按鈕49，用於將跳閘指令傳遞給該機構。輔助蓋板18通過可從蓋內部進入的螺釘50固定在該蓋16上。
外殼12裝有斷路子組件54、驅動機構56和磁-熱跳閘裝置58，如圖2所示。
斷路子組件54由與第一電源接線條64電連接的靜止觸頭62和由旋轉觸頭託架68支承並與第二電源接線條70電連接的活動觸頭66形成。該電源接線條64、70通過橫向面板24、26中的開口而從該外殼中出來。觸頭62、66確定在有金屬分離器73的滅弧室72內。一個與基座14模製在一起並有使活動觸頭66通過的狹槽的中間隔板74固定在該室內並在觸頭託架68所在的那一側。在該中間隔板74的相對側，該室72由附加隔板76封閉，該附加隔板76有作為斷路氣體出口的開口。該室的另一面由外殼的基座和蓋的面板形成。
機構56驅動觸頭託架68在斷開位置和閉合位置之間運動。它包括由下部杆80和上部杆82構成的肘節機構，該下部杆80鉸接在觸頭託架上，該上部杆82鉸接在由可旋轉的金屬支架86驅動的鎖栓杆84上，該可旋轉的金屬支架86固定安裝在由手柄88形成的操作裝置上。該鎖栓杆84與由跳閘裝置58操作的斷開鎖栓90一起操作。圖中未示出的儲能彈簧在手柄支架86和肘節的鉸接心軸之間延伸。該機構的操作可通過文獻FR2783349更準確地了解，要獲得進一步的詳細內容，應參考該文獻。活動觸頭66沿平行於圖2的剖面II-II的方向由該機構驅動。
該設備的裝配通過以下方式進行。首先，斷路子組件54、機構56和跳閘裝置58安裝在基座14內。同時，輔助隔板18通過螺釘50固定在蓋16上。然後將蓋16安裝在基座14上。然後，對於各夾子30a、30b，將卡子34a、34b插入相應的前凹口36a、36b中，並且在向該夾子的中間部分32a、32b上施加較輕壓力之前，使夾子30a、30b樞軸轉動，以便將蓋16壓靠在基座12上。然後，該夾子通過彈性變形而稍微彎曲，後凸耳38a、38b自身插入後凹口40a、40b中，並保持在凹部內，同時將該夾子的中間部分32a、32b壓在槽42a、42b的底部上。該槽42a、42b一旦裝上夾子之後有足夠的深度使夾子30a、30b保持低於外殼的側面板24a、24b。這樣，該夾子30a、30b會一直保持著，因此不會有該夾子由於外殼12的衝擊而偶然脫出的危險。最後，通過安裝板43來防止進入後凹口40a、40b。
當夾子裝好後，該設備就可以裝在電開關板上。當採用可拆卸的凸耳100時，將提供有橫向的固定凸片102，該固定凸片102插入蓋的狹槽45中，且還提供有螺釘(未示出)，該螺釘插入凸耳100中，並擰入開關板的面板內。該螺釘由半圓柱形的槽44引導，並通過凸耳100保持就位。
為了取下夾子，該設備首先從開關板上卸下，從而能接近外殼12的後面板22，然後將後板43取下，且對於各夾子30a、30b，通過工具將後凸耳38a、38b從後凹口40a、40b中抽出。
當然可以有多種變化形式。
可以有任意數目的夾子，只要有至少一個夾子封閉外殼的一個側面。實際上也可以想到通過螺釘或通過鉸鏈來封閉相對側。
當在各側面都有至少一個夾子時，該夾子並不必須成對地彼此相對。而且，該夾子的數目也不必須是偶數的。
還可以想到在外殼的橫向面上有補充的夾子。這在外殼很寬時尤其有用，例如，當為多極設備時。
該夾子和凹口可以為任意形狀，只要能夾住外殼的這兩部件。
根據一個未示出的可選實施例，可以考慮使後凹口與圖示實施例的前凹口成鏡像關係，也就是說沿平行於側面板的方向深深伸入。這時，可以想到使後凸耳成卡子的形式，這需要通過用工具使夾子的端頭塑性變形來進行裝配。
還可以想到提供有與圖示實施例的後凹口相同形狀的後凹口，而卡子由摺疊成大約90°或100°的前凸耳代替，就象後凸耳。
根據一個實施例，可以在蓋和輔助蓋板之間布置有用於該設備的附件的殼體。尤其是為多極設備時可以這樣。在多極設備中，由在中心電極處的機構所佔用的空間對應於在側部電極處的自由空間。
根據另一實施例，可以使輔助蓋板延伸成蓋住前凸耳。
根據另一實施例，可以省略輔助蓋板。
而且，可以將蓋簡化成為形成前面板的一個板，外殼的側面板整個由基座的側面板形成。還可以使外殼由三個部分構成，有基座，該基座簡化為後板；中間機殼，該中間機殼沒有後面板和蓋，形成了側面板和橫向面板；以及蓋，該蓋簡化為前面板。
手柄可以由按鈕或者使操作人員能夠直接控制該機構的其它操作元件代替。
該機構可以是能夠使活動觸頭進行平面運動的任意類型，不管該運動是轉動、平動或它們的組合。還可以是，該機構沿相對方向同時驅動這兩個觸頭。
權利要求
1.一種電開關設備，包括一外殼(12)，該外殼包括一基座(14)，該基座形成後面板(22)，一蓋(16)，該蓋形成與該後面板(22)相對的前面板(17)，並有穿透該蓋的開口(46)；固定裝置(30a、30b)，該固定裝置使蓋(16)相對於基座(14)固定；可分離的電觸頭(62、66)，裝於外殼(12)內部，並在前面板(17)和後面板(22)之間；可分離觸頭的驅動機構(56)，該驅動機構裝於外殼(12)內部，並在前面板(17)和後面板(22)之間，且裝備有操作裝置(88)，該操作裝置穿過蓋中的通道(46)伸向該外殼(12)外部，其特徵在於該固定裝置(30a、30b)包括至少一第一韌性金屬夾(30a)，該第一韌性金屬夾包括一中間部分(32a)，該中間部分從後面板(22)一直延伸到前面板(17)，接著該中間部分延伸的是摺疊到前面板上的前凸耳(34a)和摺疊到後面板上的後凸耳(22)，從而夾住該基座和蓋。
2.根據權利要求1所述的電開關設備，其特徵在於該固定裝置還包括第二韌性金屬夾(30b)，該第二韌性金屬夾包括一中間部分(32b)，該中間部分從後面板(22)延伸到前面板(17)，接著該中間部分延伸的是摺疊到前面板上的前凸耳(34b)和摺疊到後面板(22)上的後凸耳(38b)，從而夾住該基座和蓋。
3.根據權利要求2所述的電開關設備，其特徵在於該外殼形成有彼此相對的第一側面板(30a)和第二側面板(30b)，第一夾子的中間部分(32a)與第一側面板(24a)接觸，第二夾子的中間部分(32b)與第二側面板(24b)接觸。
4.根據權利要求3所述的電開關設備，其特徵在於該外殼(12)位於平行六面體的幾何包絡面內，該包絡面有與第一側面板和第二側面板相切的平面幾何側面，驅動機構(56)驅動該可分離的觸頭沿平行於所述幾何側面的軌道進行平面運動。
5.根據權利要求3或4所述的電開關設備，其特徵在於第一側面板(30a)包括一個槽(42a)，用來裝第一夾子的中間部分(32a)，第二側面板(30b)包括一個槽(42b)，用來裝第二夾子的中間部分(32b)。
6.根據權利要求3至5中任一項所述的電開關設備，其特徵在於該外殼(12)還形成連結側面板(24a、24b)的橫向面板(26、28)，該設備還包括與觸頭(62、66)相連的電源接線端(64、70)，且該設備通過形成於該橫向面板(26、28)上的通道開口而向外開口於外殼(12)的外部。
7.根據權利要求6所述的電開關設備，其特徵在於該側面板(24a、24b)有比橫向面板(26、28)更大的表面。
8.根據權利要求7所述的電開關設備，其特徵在於該設備為單極設備。
9.根據權利要求2至8中任一項所述的電開關設備，其特徵在於該後面板(22)包括第一後凹口(40a)，用來裝第一夾子的後凸耳(38a)；以及第二後凹口(40b)，用來裝第二夾子的後凸耳(38b)。
10.根據權利要求2至9中任一項所述的電開關設備，其特徵在於該前面板(17)包括第一前凹口(36a)，用來裝第一夾子的前凸耳(34a)；以及第二前凹口(36b)，用來裝第二夾子的前凸耳(34b)。
11.根據權利要求2至10中任一項所述的電開關設備，其特徵在於該設備還包括一後蓋板(43)，該後蓋板至少部分覆蓋第一夾子的後凸耳(38a)和第二夾子的後凸耳(38b)。
12.根據權利要求2至11中任一項所述的電開關設備，其特徵在於該設備還包括一前蓋板(18)，該前蓋板有用於操作裝置(88)通過的開口(47)。
13.根據權利要求12所述的電開關設備，其特徵在於該前蓋板(18)至少部分覆蓋第一夾子的前凸耳(34a)和第二夾子的前凸耳(34b)。
全文摘要
一種電開關設備，尤其是斷路器，包括一個外殼(12)，該外殼(12)由通過夾子(30a、30b)而彼此固定的基座(14)和蓋(16)形成。該夾子布置在形成於外殼的側面板(24a、24b)中的槽(42a、42b)內，並摺疊到蓋(16)的前面板(17)和基座(14)的後面板上。該蓋(16)有用於使設備機構的手柄(88)通過的開口(46)。該機構驅動設備的可分離觸頭在平行於外殼的側面板的平面內進行平面運動。
文檔編號H01H71/02GK1399294SQ0212681
公開日2003年2月26日 申請日期2002年7月22日 優先權日2001年7月25日
發明者勞倫特·普雷維厄克斯 申請人:施耐德電器工業公司