跳閘聯鎖結構的製作方法
2023-06-18 20:49:01 2
專利名稱：跳閘聯鎖結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及模鑄外殼的斷路器，更具體涉及到當將斷路器從其安裝屏上搬開時，使斷路器跳閘的一種機械聯鎖。
模鑄外殼斷路器通常是本領域所熟知的，這種斷路器的實例公開於美國專利No.4，489，295。這種斷路器通常用於保護電路免受由於過電流狀態，例如過負荷和相對高電流水平短路狀態所造成的損害。過電流狀態一般為斷路器標稱電流值的200到300%，高電流水平短路狀態可能達到斷路器標稱電流值的10倍或以上。
模鑄外殼斷路器通常包括至少一對可分離的主觸頭，它們可藉助於一個從斷路器外殼伸出來的操作手柄進行手動操作，或是響應過電流或高電流水平短路狀態而自動地操作。在手動操作方式及一種自動操作方式中，該可分離的主觸頭是由一個操作機構分開的，操作機構則順序地由自動方式下的一個脫扣單元，或是由於手動方式下的操作手柄來驅動。在另外一種自動操作方式中，在相當高的過電流狀態下，在固定和活動觸頭之間產生的磁斥力也能造成主觸頭不靠操作機構的驅動而分離。
模鑄外殼斷路器通常設有一個或多個線路側端子，以及一個或多個負荷側端子。線路和負荷側各端子常常設有背部插頭，以便可以插到斷路器屏上設置的相應插座上。斷路器屏上的線路側插座一般連接到公共電源上;斷路器屏上的負荷側插座則連接到各種不同的電負荷上。
有時在斷路器已被置於運行位置後需將它從其安裝屏上移出，例如，需取出斷路器進行修理或維護。此外，由於負荷要求的改變，必須取出斷路器，並用不同標稱電流的另一斷路器替代它。
具有背部端頭型插頭的斷路器可以用鬆脫該斷路器並從其安裝屏向外拉而把它從斷路器屏上取出來，這一動作將使斷路器負荷側端子及線路側端子從斷路器屏上的相應插座上斷開。如果該斷路器處於正在對負荷供電的情況下，則斷路器線路側及負荷側端子和在斷路器屏上相應的插座中都有電流流過。如果斷路器從其屏內移出時電流正在流通，則在斷路器上的各插頭和屏上的相應插座之間產生電弧，其電路遭到損壞。
在許多已知的斷路器中，沒有使斷路器在從其屏內移出之前自動跳開斷路器的裝置，應用這種斷路器時，由運行人員負責在其從屏內移出之前以手動來跳開該斷路器。
本發明的一個目的是要解決先有技術中斷路器存在這項問題。
本發明的另一個目的是為斷路器在從其安裝屏移出之前提供自動跳閘的裝置。
本發明主要關係到斷路器在任何時候從其安裝屏移出時跳開該斷路器的一個跳閘聯鎖組件。該跳閘連鎖組件合適地裝在一個負荷側端子附近，並與斷路器的脫扣裝置相配合。在一個實施例中，該跳閘聯鎖組件包括一個外殼和一個彈簧承載驅動臂，通常布置成與斷路器屏面相垂直。該驅動臂形成有一個凸輪表面，該表面與一個脫扣銷配合，並安裝成相對於斷路器脫扣裝置可往復移動，該脫扣銷作用如一個凸輪跟蹤器，並沿驅動臂上形成的凸輪表面運動。當該驅動臂處於向內位置時，它指示出該斷路器靠著一個屏安裝著，這時該脫扣銷不驅動脫扣裝置。但是當斷路器從屏內向外移時，該驅動臂在一個偏壓彈簧的作用下向外移動，隨之造成驅動臂上的凸輪表面向外運動。這一運動造成脫扣銷相對於脫扣單元向內運動，並驅動該脫扣裝置，繼而跳開該斷路器。
在本發明的另一實施例中，跳閘聯鎖組件包括一個與具有往復運動地裝配的一個衝杆聯鎖的直角槓桿，該衝杆在斷路器任何時間從其屏殼中移出時直接驅動該脫扣裝置中的銜鐵，而代替了脫扣銷的作用。
通過參照下述附圖及對其所作的詳細說明，本發明的所述目的和優點將變得更易明瞭。
圖1為本發明跳閘聯鎖組件的部分剖開的側剖視圖;
圖2為一臺斷路器負荷側端子的端部剖視圖;
圖3為根據本發明提出的跳閘聯鎖組件的透視圖;
圖4為根據本發明提出的跳閘銷鎖組件的解體透視圖;
圖5為沿圖2剖線5-5的平斷面圖;
圖6為沿圖2剖線6-6的橫斷面圖，為斷路器從屏上取出之前的狀態;
圖7類似於圖6，表示斷路器已從屏上取出;
圖8類似於圖3，表示圖1-7所示跳閘聯鎖組件安裝布置的另一實施例;
圖9類似於圖5的一個平斷面圖，表示本發明跳閘聯鎖組件的另一種安裝布置;
圖10類似於圖2的一個端部剖視圖，表示本發明跳閘聯鎖組件的另一實施例;
圖11為圖10所示另一實施例的解體透視圖;
圖12為沿圖10剖線12-12取的橫斷面視圖;
圖13與圖12相類似，但表示跳閘聯鎖組件處於被驅動的位置。
本發明的跳閘聯鎖組件總括以標號20表示。該跳閘聯鎖組件20被合適地布置在一空腔26中，靠近一線路側端子22或一負荷側端子24處，並在一斷路器外殼28中整體形成。因為該跳閘聯鎖組件20機械地與斷路器脫扣裝置30相聯鎖，所以它最好是緊靠該端子布置。因此，對所示的斷路器32來講，該跳閘聯鎖組件20設置在負荷側端子24附近。
下面將詳細討論，本跳閘聯鎖組件20可以不經任何改動而添加到本領域中的一臺斷路器內。此外，每臺斷路器32僅需用一個跳閘聯鎖組件20，與斷路器為單極或多極無關。本跳閘聯鎖組件20與脫扣裝置30相配合，同時跳開所有各極;更詳細講，脫扣裝置30包括一個聯鎖配件34，它在正常條件下將斷路器的操作機構36鎖定。雖然斷路器操作機構36不是本發明的一部分，但在美國專利NO.4，642，430中所作的描述，已轉讓給本發明的同一受讓人，並在此結合作為參考。操作機構36一般包括一個偏離中心的連杆機構(未示出)，在操作上可與一對或多對可分離的主觸頭38耦合。當斷路器32被從屏46上移出時，該跳閘聯鎖組件20驅動脫扣裝置30，這就造成聯鎖配件34釋放該操作機構36，從而造成該偏離中心的連杆機構下落，並使主觸頭38分離。
本發明的原理可同樣地應用於各種類型的脫扣裝置30，例如，某些設有非調整型熱力/電磁脫扣組件的已知斷路器，它們的脫扣組件對每極都有一個電磁銜鐵40和一個雙金屬元件(未示出)，這樣的組件一般裝在斷路器外殼28中。某些脫扣裝置30是可調整的，允許調整熱力和電磁脫扣的標稱值。在這種脫扣裝置30中，電磁銜鐵40和雙金屬元件設置在形成一組合單元的分開的外殼中，適合於在電氣上連接到負荷側端子24並固定到斷路器外殼28上。這種組合的脫扣單元公開在美國專利NO.4，698，606和NO.4，691，182中，並轉讓給本發明的同一受讓人，這裡也結合作為參考。為簡化起見，下面所描述和表示的只是一個標準的脫扣單元30。
如此處所顯示和表述的那樣，跳閘聯鎖組件20是與一個標準脫扣單元30的銜鐵40聯鎖的，但它也可理解為，該跳閘聯鎖組件20也可合適地與一個脫扣閂(未示出)配合，該脫扣閂通常是操作機構36的一部分，並且起釋放該聯鎖配件34的作用，從而允許可分離的主觸頭38被分開。
跳閘聯鎖組件20實際上可用於任何屏式安裝的斷路器32。如圖1所示，該斷路器露出了線路側和負荷側的背部插頭42。線路側背部插頭42為剛性地連接到線路側端子22上;同樣，負荷側背部插頭42則剛性地接到該負荷側端子24。各背部插頭42從斷路器外殼28反向於斷路器操作手柄44向外伸出，並合適地被斷路器屏46上的相應插座(未示出)所接收。斷路器屏46中的各線路側插座與一公共電源電氣上相連而負荷側插座一般連接到各種電氣負荷，例如電動機。
某些斷路器屏46設有滑動地接受各端頭42的插座，在這種應用中，斷路器32可藉助於摘除把斷路器32固定到屏46的緊固器(未示出)並隨後從屏46向外拉離該斷路器32，造成背部端頭42與各自插座脫離，從而取出該斷路器。如果運行人員想把斷路器32從屏46取出時該斷路器處於合閉狀態，則在其背部插頭42和斷路器屏46中相應的插座之間將引起電弧。為了避免這種電弧，在斷路器從其屏46拉出之前必須跳開該斷路器32。
為此，在從斷路器屏46中取出斷路器32之前，運行人員的責任便是利用操作手柄44手動地跳開斷路器32。按照本發明提供的跳閘聯鎖組件20，則無論斷路器32何時與屏46脫開，都能自動使其跳閘，這樣一來，則運行人員可不必用手動跳開該斷路器32。
這裡公開了兩個不同的跳閘聯鎖組件20和220。第一實施例表示在圖1-9中，適用於具有脫扣單元30的斷路器32，為造成其跳閘而要求銜鐵40具有較小的運動，例如1/8英寸。在另些已知的斷路器中，為了造成斷路器32跳閘，則要求銜鐵40有比較大的運動，例如1/4英寸或更多。在這樣的應用中，在背部插頭42與屏46中相應插座之間發弧之前，斷路器32從屏46拉出時能允許的分離距離小於脫扣單元30中驅動該銜鐵40所要求的距離。在這些應用中，必須加大該斷路器32相對於屏46的運動。在圖10-13所示的另一實施例中，合適地加大了這種運動並驅動該脫扣單元30。
本發明跳閘聯鎖組件20的第一實施例說明於圖1-9，它可由一種絕緣材料做成，並適於設置在一個空腔26中，靠近負荷側端子24之一。跳閘聯鎖組件20包括一個驅動臂48，相對於外殼50為滑動地安裝，驅動臂48設有一個中央孔52，它使驅動臂48有條件布置在一個負荷側端子24的周圍，以致驅動臂48的縱軸線基本上垂直於屏表面46。為了安裝跳閘聯鎖組件20，需要移走一個負荷側背部插頭42，以便允許將跳閘聯鎖組件20定位在負荷側端子24周圍。跳閘聯鎖組件20相對於脫扣單元30的外壁合適地調準找平。
驅動臂48及相應外殼50的寬度稍小於空腔26中空間分開的壁部56之間的距離，這樣便可防止跳閘聯鎖組件20相對於斷路器外殼28的橫向運動。斷路器空腔26的頂壁58為跳閘聯鎖組件20形成一個支撐面。當斷路器支靠著屏46安裝時，斷路器屏46即為該跳閘聯鎖組件20形成了另一個支撐表面。
為了防止跳閘聯鎖組件20相對於斷路器外殼28作縱向運動，該跳閘聯鎖組件20裝有一個側推力制動部件，更具體講，在外殼50中形成有一個斜溝62，適合於接受一個錐形的緊固器64，當錐形緊固器64被擰到槽62中時，該外殼50在橫向上的膨脹，造成外殼50的各側壁66對著空腔26在空間分開的各壁部56較好地固定住。
跳閘聯鎖組件20的長度做得允許斷路器32被安裝得與屏46相對地齊平。更具體講，斷路器32的背表面68上裝有多個安裝腳70，適合於對著該屏46配合得齊平。跳閘聯鎖組件20的長度做成，當斷路器32被裝到屏46上時，各安裝腳70與屏46配合得齊平。
外殼50被做成基本上為矩形部件，它具有T型槽72，縱向穿過那裡延伸;該T型槽72允許驅動臂48被滑動地容納在外殼50中。外殼50的一個內表面74上設有一個向外伸出的凸柱76，它確定了一個彈簧保持器，該保持器捉住偏壓彈簧78的一端，該彈簧78的另一端容納在一個長向布置的膛孔79中，該膛孔形成在驅動臂48的第一部分82中，該偏壓彈簧78用作將驅動臂48向外面偏壓，因此，如圖7所示，當斷路器被從屏46上取出時，驅動臂48即如所示的位置。
除將跳閘聯鎖組件20的外殼50相對於空腔26固定而外，該錐狀緊固器64也起阻擋作用，以限制該驅動臂48相對於外殼50而向外運動。更詳細講，驅動臂48的第一部分82由兩個相反布置的U形部件84形成，該U形部件界限了一個凹彎部分86、一個頂腿部88和一個底腿部90。頂腿部88與錐狀緊固器64的接觸起到限制驅動臂48相對於外殼50向外運動的作用，並把該驅動臂48夾持在外殼50內。
驅動臂48相對於外殼50的向內運動可由底腿部90嚙合該錐狀緊固器64來限制，或是由在驅動臂48的第二部分98上形成的凸肩96嚙合外殼50來限制。在第二部分98上形成的一隻腳99因為與外殼28嚙合，故也限制了其向內運動。詳論如下，驅動臂48的運動將允許在驅動臂48的第一部分82上整體形成的一個凸輪表面100從第一凸輪位置102相對於脫扣銷106運動到第二凸輪位置104。
在脫扣單元30的外壁54上設有一個孔108，脫扣銷106即置於該孔中，該孔108定位成允許脫扣銷106與脫扣單元30中的銜鐵40相嚙合。如圖7所示，因為脫扣銷向左運動，這就造成銜鐵40向左運動，從而釋放該閉鎖配件34，準許操作機構36斷開主觸頭38。脫扣銷106的一端形成一個頭110，該頭110作用如一個凸輪跟隨器並且沿凸輪表面100運動，如圖6所示，當斷路器32對著屏46安裝時，頭110與第一凸輪部分102嚙合，一旦斷路器32從屏46上移出，該驅動臂48造成第二凸輪部分104嚙合該脫扣銷106的頭110，這就使脫扣銷向左移動，從而造成銜鐵40去跳開斷路器32。
第一凸輪位置102和第二凸輪位置104形成在其間具有斜坡交界面112的平表面。在第一凸輪表面102和第二凸輪表面104之間的相對於外殼28的長向距離支配著脫扣銷106運動的運動量。
為了使跳閘聯鎖組件20相對於孔108定位，空腔26的壁58做成一階梯表面114，它把跳閘聯鎖組件20相對於孔108合適地定位。此外，階梯表面114還用於捉住外殼50的頂部，以阻止其相對於斷路器殼28的縱向運動。
如前所述，驅動臂48設有一個居中布置的孔52，該孔52允許跳閘聯鎖組件20在一個負荷側端子24的上方被接受在其中，孔52的長度做成允許凸輪表面100從第一凸輪位置102運動到第二凸輪位置104。
為了加固驅動臂48，腳99做成整體模鑄並設在靠近屏46處，除了加固該驅動臂48外，腳部99設有一相當平的表面，以與斷路器屏46嚙合。
示於圖8和9的是圖1-7所示跳閘聯鎖組件的另一安裝實施例。在這個實施例中，空腔26的各壁部56設有一對相對布置的槽124，這些槽124合適地容納在外殼50上形成的舌部126，以把跳閘聯鎖組件20無論縱向或橫向都與斷路器外殼28相對固定住。緊固器128還用於將跳閘聯鎖組件20相對於空腔26固定住。
對於具有需要銜鐵40相當大量行程的脫扣單元30的斷路器，提供了另一實施例的跳閘聯鎖組件，以標號220為其總的標誌。跳閘聯鎖組件220包括一個直角槓桿部件，載在一個以緊固器223固定到斷路器外殼28上的夾具222上，該跳閘聯鎖組件220包括一個往復式裝配的推桿224;一對樞軸安裝的直角槓桿226;以及一個往復式安裝的衝杆228。該直角槓桿226通常由三角形元件形成，並且圍繞軸230樞軸安裝。偏壓彈簧232被連接在固定到直角槓桿226上的一個軸234和夾具222之間，將該直角槓桿226向反時針方向(圖12和13)施以偏壓。
在直角槓桿226上設有另一個向外延伸的軸236，它被容納在橫向的細長槽238中，該槽在推桿224內靠近該杆的一端240處形成。該細長槽238允許推桿224直線地運動到指示此時斷路器32已被從屏46上取出。
推桿224的另端242形成一個腳部244，用於與該斷路器屏46嚙合。腳部244的高度做成與安裝腳70相應，後者整體地形成在斷路器外殼28上。
推桿224布置在貼近斷路器外殼28處，為了使推桿224相對於斷路器外殼28穩定地運動，一個向外拔開的銷釘246設在夾具222上，該夾具與在推桿224上形成的槽248相配合。
在運行中，當斷路器安裝腳70對著屏46齊平安裝時，軸236將嚙合到細長槽238中。一旦該斷路器安裝腳70從屏46上移出，該直角槓桿226在偏壓彈簧232的影響下將以反時針方向轉動，造成軸236推動細長槽238，因此造成推桿224向外運動(圖13)或離開斷路器外殼28的背表面。直角槓桿226的反時針運動造成軸236曲線地運動，這個曲線運動藉助於細長槽238轉變成推桿224的直線運動。
另一軸252設置在直角槓桿226上並接受在槽254中，該槽則設在一個U形衝杆安裝架255上，該架255與衝杆228剛性連接，衝杆228置於脫扣單元30的外壁54上的一個孔108中。
由於直角槓桿226的反時針旋轉，軸252與槽254的內表面相嚙合，造成推桿228向左運動(圖13)，這是因為當直角槓桿226繞其支樞點230轉動時，軸252以曲線方式運動之故。更詳細講，因為軸252圍著支樞點230轉動，故軸252轉動一弧道260，如點線所示。這個曲線運動藉助於槽254轉換成推桿228的直線運動。
須知，當斷路器32從屏46上向外移出，而在背部插頭42和屏46上相應插座之間產生電弧之前，這時軸252旅行的距離相對地大於推桿224運動的距離，因此，對於具有需要其銜鐵心40作較大運動(如1/4英寸或更大)的脫扣單元30的斷路器，該跳閘聯鎖組件224能夠放大這種升舉運動，以便跳開該斷路器32。
根據以上啟示，顯然對本發明能做出許多修改和變更。因此，應懂得這都屬於待審定的權利要求書的範圍，本發明即按此範圍實施，而不是如上述詳細說明所述。
權利要求
1.一臺斷路器包括適合安裝在一個屏上的外殼；一對或多對被所述外殼裝載著的可分離的主觸頭；一個操作機構，可操作地耦合到所述一對或多對可分離的主觸頭；配置在所述外殼的外面的一對或多對電氣端子，它們電氣上連接到所述一對或多對可分離的主觸頭；斷路器跳閘用的脫扣裝置，與所述操作機構可操作地耦合；一個脫扣銷，與所述脫扣裝置配合，在所述脫扣銷被驅動時，造成所述一對或多對可分離的觸頭被分開；其特徵在於驅動裝置在所述外殼從所述屏移出時驅動所述脫扣裝置，其中，所述驅動裝置包括一個驅動臂外殼；一個驅動臂；一個驅動彈簧，它對所述驅動臂從所述驅動臂外殼向外施加偏壓；以及止擋裝置，它限制所述驅動臂相對於所述驅動臂外殼運動。
2.如權利要求1所述的一臺斷路器，其中，所述的驅動臂具有一個凸輪表面，它在所述驅動臂被置在所述外殼上時合適地與所述脫扣銷相嚙合。
3.如權利要求1所述的一臺斷路器，其中，所述的驅動臂是一個細長的元件，通常為矩形，它具有第一部分，該部分相對於所述驅動臂外殼安裝成可往復運動;以及一個第二部分，它從所述驅動臂外殼向外伸出，並合適地與所述屏嚙合。
4.如權利要求3所述的一臺斷路器，其中，所述的驅動臂做成，其縱向軸線基本上垂直於屏的表面。
5.如權利要求1所述的一臺斷路器，其中，所述的驅動臂外殼具有基本上為矩形的截面，在其一端上的開孔用於容納所述驅動臂的所述第一部分。
6.如權利要求3所述的一臺斷路器，其中，所述驅動臂的所述第一部分具有一個止擋表面，用於限制所述驅動臂向外運動。
7.如權利要求3所述的一臺斷路器，其中，所述的第一部分包括一個保持裝置，用於保持住所述驅動彈簧的一端。
8.如權利要求7所述的一臺斷路器，其中，所述的保持裝置包括在所述第一部分一端中的一個膛孔。
9.如權利要求3所述的一臺斷路器，其中，所述第二部分有一個孔，允許它圍繞一個線路側端子或一個負荷側端子布置。
10.如權利要求1所述的一臺斷路器，其中，所述的驅動臂外殼包括一個擴大裝置，以便擴大所述的外殼。
11.如權利要求1所述的一臺斷路器，其中，還包括一個限定裝置，用於限制所述驅動臂相對於所述驅動臂外殼向內運動。
12.如權利要求1所述的一臺斷路器，其中，所述的驅動裝置包括一個直角槓桿組件。
13.如權利要求12所述的一臺斷路器，其中，所述的直角槓桿組件包括一個樞軸安裝的直角槓桿;一個相對於所述直角槓桿可往復運動地安裝的推桿，以及一個可往復運動地安裝的衝杆，它界限出一個第一位置，在此處時，所述衝杆與所述銜鐵空間上分開;還界限出一個第二位置，在此處時，所述衝杆與所述脫扣裝置中的所述銜鐵嚙合。
14.如權利要求1所述的一臺模鑄外殼型斷路器，其中，所述的脫扣裝置包括一個標準的脫扣單元。
全文摘要
跳閘聯鎖組件在斷路器32從屏上移出時先使其跳閘。該組件適宜裝在負荷側端子周圍並與斷路器脫扣裝置結合。在一實施例中，跳閘聯鎖裝置包括一外殼50和一彈簧承載驅動臂48，垂直於屏表面布置。驅動臂上有一凸輪表面100與一脫扣銷106配合；當斷路器從屏上移出時，凸輪表面驅動脫扣銷跳開斷路器。在另一實施例中，用一直角槓桿226和往復運動的衝杆228完成此作用。
文檔編號H01H73/06GK1049243SQ90106548
公開日1991年2月13日 申請日期1990年8月1日 優先權日1989年8月4日
發明者科特·A·格魯內特, 羅納爾德·A·切斯基, 羅伯特·J·泰德斯柯, 米歇爾·J·懷普勒, 墨爾溫·A·卡羅牡斯, 詹姆斯·G·馬羅尼 申請人:西屋電氣公司