電氣開關裝置及其加熱器組件的製作方法

2023-10-25 15:36:57 2

專利名稱：電氣開關裝置及其加熱器組件的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及電氣開關裝置，更具體地涉及諸如斷路器的電氣開關 裝置。本發明還涉及用於電氣開關裝置的加熱器組件(加熱組件)。
背景技術：
電氣開關裝置如塑殼斷路器通常包括至少一對可分離觸點，所述觸點 或者通過設置在斷路器殼體外部的手柄手動操作，或者通過脫扣(跳閘) 單元響應於脫扣條件(例如但不限於電流過栽條件；較高水平的短路或 故障條件；接地故障或電弧故障條件)自動操作。
例如用於住宅和輕工業應用中的較小的塑殼斷路器通常包括具有加熱 器組件和^茲脫扣才凡構的熱》茲脫扣單元。如圖1所示，加熱器組件l包括多 個加熱器元件(加熱元件)3、 5和一雙金屬件7。在例如響應於過栽條件 的操作中，由負載(未示出)引出的電流加熱加熱器元件3、 5,加熱器元 件3、 5又加熱雙金屬件7，使其以公知的方式彎曲(例如沿圖1中的箭頭 9的方向)。當雙金屬件7彎曲時，其直接或間接地與斷路器操作機構13 (以方框形式示出)的脫扣杆ll (用圖1中的虛線圖以簡化的形式示出) 協作，從而使脫扣杆ll運動(例如樞轉)，該脫扣杆使操作機構13鬆開以打開(例如分離)斷路器(未示出)的可分離觸點15、 17，並切斷電流 的流動。這樣，加熱器組件l用於提供與由負載引出的電流的大小直接相 關的熱脫扣響應。除其它缺點外，雙金屬件7的結構、特別是長度19被斷路器殼體(未 示出)內可獲得的有限量的空間所限制。雙金屬件7的受限的長度19限制 了雙金屬件7在彎曲時所提供的機械增益。因此，當雙金屬件7受熱並彎 曲時，由雙金屬件7施加在脫扣杆11上的力的大小也不希望地受限。此夕卜， 加熱器元件3、 5必須適當地聯接(例如焊接)在一起，這增加了加熱器組 件l的複雜性和成本。加熱器元件3、 5之間的連接(例如焊接)還會產生 熱阻，這對斷路器(未示出)的熱性能產生不利影響。因此，電氣開關裝置及其加熱器組件仍有改進的空間。發明內容這些及其它需求由本發明的涉及用於電氣開關裝置的加熱器組件的實 施例來滿足。該加熱器組件包括加熱元件，該加熱元件除其它優點外還能 適應長形的(伸長的)雙金屬件，從而改善電氣開關裝置的熱性能。作為本發明的一個方面，提供了 一種用於電氣開關裝置的加熱器組件。 電氣開關裝置包括殼體、可分離觸點以及用於打開和閉合可分離觸點的操 作機構。加熱器組件包括構造成與電氣開關裝置的殼體聯接的加熱器元 件，加熱器元件包括第一端部、第二端部、設置在笫一端部與笫二端部之 間的中間部分和設置在第一端部附近的孔口，加熱器元件的第一端部包括 上表面和設置成與上表面相對的下表面；和長形雙金屬件，該長形雙金屬 件包括第一端部和設置成與長形雙金屬件的第一端部相對並遠離該第一端 部的第二端部，長形雙金屬件構造成在對應於電氣開關裝置的可分離觸點 可閉合的第一位置和對應於長形雙金屬件的第一端部與操作機構協作以打 開可分離觸點的第二位置之間運動，長形雙金屬件的第二端部聯接到加熱 器元件的中間部分。當長形雙金屬件設置在笫一位置時，長形雙金屬件的 第一端部延伸超出加熱器元件的第一端部的上表面而進入加熱器元件的孔口中。加熱器元件可以是包括一件(一片)連續材料的單個部件。加熱器元 件的中間部分可包括多個彎曲部，所述多個彎曲部限定出多個部段，並且 加熱器元件的孔口可從加熱器元件的第一端部附近朝中間部分的所述部段 中的相應一個部段延伸。加熱器元件的孔口可以是長形槽口，並且該長形 槽口可延伸穿過中間部分的所述部段中的所述相應一個部段。加熱器元件 的第一端部可相對於加熱器元件的笫二端部平行。加熱器元件的中間部分 的所述多個彎曲部可包括第一彎曲部、第二彎曲部、第三彎曲部和第四彎 曲部，加熱器元件的中間部分的所述多個部段可包括第一部分、第二部分 和第三部分。第一部段可設置在笫一彎曲部與第二彎曲部之間並可相對於 加熱器元件的第一端部垂直，第二部段可設置在第二彎曲部與第三彎曲部 之間並可從第 一部段垂直向外延伸，第三部段可設置在第三彎曲部與第四 彎曲部之間並可基本平行於第一部段地從第二部段垂直向外延伸。加熱器元件的第一部段可具有一長度，長形雙金屬件可具有一長度， 其中長形雙金屬件的長度大於加熱器元件的第一部段的長度。長形雙金屬 件的第 一端部可包括從長形雙金屬件向外延伸的突出部。當長形雙金屬件 設置在第 一位置時，突出部的至少 一部分可延伸超出加熱器元件的上表面 而進入加熱器元件的孔口中。作為本發明的另一方面，電氣開關裝置包括殼體；由殼體包封的可 分離觸點；構造成打開和閉合可分離觸點的操作機構；和至少一個加熱器 組件，該加熱器組件包括與殼體聯接的加熱器元件，加熱器元件包括第 一端部、第二端部、設置在笫一端部與第二端部之間的中間部分和設置在 第一端部附近的孔口 ，加熱器元件的第一端部包括上表面和i殳置成與上表 面相對的下表面；和長形雙金屬件，該長形雙金屬件包括第一端部和設置 成與長形雙金屬件的第 一端部相對並遠離該第一端部的第二端部，長形雙 金屬件可在對應於電氣開關裝置的可分離觸點可閉合的第一位置和對應於 長形雙金屬件的第一端部與操作機構協作以打開可分離觸點的第二位置之 間運動。當長形雙金屬件設置在第一位置時，長形雙金屬件的第一端部延伸超出加熱器元件的第一端部的上表面而進入加熱器元件的孔口中。操作機構可包括可動觸臂，可分離觸點可包括固定電觸點和可動觸點， 可動觸點可設置在可動觸臂上。加熱器組件可還包括一定數量的分路(shunt),其中所述一定數量的分路將加熱器元件電連接到可動觸臂，並 且其中所述一定數量的分路基本設置在加熱器元件的第一端部的跨接部段上，遠離長形雙金屬件。電氣開關裝置可以是斷路器，並且斷路器的操作機構可包括脫扣杆。 斷路器可具有多個極，其中脫扣杆延伸跨過斷路器的所述極。所述至少一 個加熱器組件可以是多個加熱器組件，每個加熱器組件用於斷路器的所述 極中的一個，其中加熱器組件的每一個可與脫扣杆的相應部分協作。


在結合附圖閱讀時，從下文對優選實施例的說明中可獲得對本發明的充分理解，在附圖中圖l是加熱器組件和磁脫扣機構的部分分解的軸測視圖；圖2是根據本發明 一 個實施例的加熱器組件的軸測視圖；圖3是圖2的加熱器組件的加熱器元件的軸測視圖；圖4是根據本發明另一實施例的斷路器的一部分的側視圖，其中斷路器殼體的一部分被移去以示出內部結構；圖5是圖4的斷路器的加熱器組件和磁脫扣機構的部分分解的軸測視圖；圖6A是圖5的磁脫扣機構的一側的一部分的放大的軸測裝配視圖； 圖6B是圖6A的磁脫扣機構部分的前視圖；和 圖7是圖6B的磁脫扣組件的另一側的軸測視圖。附圖標記列表1 加熱器組件 3 加熱器元件5加熱器元件7雙金屬件9箭頭11脫扣杆13操作機構15觸點17觸點100加熱器組件102加熱器元件104加熱器元件的第一端部106加熱器元件的第二端部108中間部分110孔口112上表面114下表面120長形雙金屬件122長形雙金屬件的第一端部124長形雙金屬件的第二端部126長形雙金屬件的長度130第一彎曲部132第二彎曲部134第三彎曲部136第四彎曲部138第一部段140第二部段142第三部段144第一部段的長度146孑匕1148 孔150 緊固件152 加熱器元件的第一端部的第一側部154 加熱器元件的第 一端部的第二側部156 跨接部段158 突出部160 分路162 分路200 斷路器202 殼體204 觸點206 觸點208 脫扣杆210 操作機構212 可動觸臂214 極216 極218 極300 磁脫扣才幾構302 ;茲部件304 體部306 第一壁308 第二壁310 銜鐵312 銜鐵的第一端部314 銜鐵的第二端部316 銜鐵的第一側318 銜鐵的第二側13320銜鐵約束件322銜鐵約束件的第一-部分324銜鐵約束件的第二-部分326頂部328第一突片330第二突片332第一壁的突出部334第二壁的突出部336第一突片的孔口338第二突片的孔口340彈簧342第一壁的支架部344第二壁的支架部346繞圏347第一支腳348第二支腳350子組件352頂部的笫一端部354頂部的第二端部356頂部的第一邊緣358頂部的第二邊緣360銷362銷的第一端部364銷的第二端部366頭部368柄杆370擴大部分372柄杆的第一直徑374頭部的笫二直徑376擴大部分的第三直徑378栓鎖孔口380銷孔382圓形開口384徑向延伸部386彈簧孔口388第一調節部390第二調節部392A第一凹部392B第一凹部394A第二凹部394B第二凹部396A第三凹部396B第三凹部具體實施方式
本文所用的方向用語例如前、後、頂、底以及它們的派生用語與圖中 所示的元件的取向有關，並且不對權利要求構成限制，除非在本文中明確 說明。如本文所用，術語"緊固件"是指任意適當的連接或固緊機構，確切地包括但不限於鉚接件、螺釘、螺栓以及螺栓和螺母(例如但不限於， 鎖緊螺母)的組合及螺栓、墊圈和螺母的組合，以及不需要單獨的緊固元 件(例如但不限於，鉚接件；螺釘；螺栓和螺母；螺栓、墊圏和螺母的組 合)的連接機構，例如但不限於，使突起(例如但不限於，突片；突出部) 和開口 (例如但不限於，凹部；孑U槽口)互鎖的結構。如本文所用，關於兩個或更多個部分"聯接"在一起的4又迷是指各部 分直接地或通過一個或多個中間部分接合在一起。15如本文所用，術語"數量"是指1或大於1的整數(即多個)。圖2示出用於電氣開關裝置如斷路器200 (在圖2中部分示出；還參 見圖4和5)的加熱器組件100。在圖4中最佳示出的斷路器200包括殼體 202、可分離觸點204、 206 (在圖4中以簡化形式示出；在圖5中最佳示 出)和脫扣杆208(還參見在圖5中用虛線圖以簡化形式示出的脫扣杆208 )。 脫扣杆208構造成以一般公知的方式與操作機構(在圖4和5中總體以附 圖標記210表示)協作以打開和閉合可分離觸點204、 206 (圖4和5)。加熱器組件100包括與斷路器殼體202聯接的加熱器元件102。如圖3 所示，示例性的加熱器元件102包括第一端部104、第二端部106和設置 在所述第一端部和第二端部之間的中間部分108。在第一端部104附近設 置有孔口 110,該孔口延伸穿過第一端部104的相對的上和下表面112、114。 除其它不同之處外，與具有必須適當地接合(例如但不限於，焊接)在一 起的多個加熱器元件(圖l示出兩個加熱器元件3、 5)的傳統加熱器組件 (例如圖1的加熱器組件1)不同，示例性的加熱器元件102是由一件連 續的適當地導電和導熱的材料(例如但不限於，銅)構成的單一部件。再次參照圖2，亦參照圖4和5，加熱器組件100還包括具有相對的第 一和第二端部122、 124的長形雙金屬件120。長形雙金屬件120可在第一 位置(圖2中以實線圖示出；還在圖4中示出)和第二位置(圖2中以虛 線圖示出)之間運動，所迷第一位置對應於斷路器可分離觸點204、 206(圖 4和5)可閉合，所述第二位置對應於長形雙金屬件120的第一端部122 彎曲成與上述脫扣杆208協作(圖4)。具體而言，長形雙金屬件120被 由預定電流在流過加熱器元件102時的流動產生的熱能加熱，因而以一般 公知的方式彎曲而使脫扣杆208 (圖4和5 )運動，並使操作機構210鬆開 以跳開可分離觸點204、 206 (圖4和5 )。長形雙金屬件120的第二端部 124適當地聯接(例如但不限於，鉚接)至上述加熱器元件102的中間部 分108。如下文中將更詳細說明的，示例性的加熱器組件100尤其獨特的是， 長形雙金屬件120比傳統雙金屬件(例如參見圖1的加熱器組件1的雙金屬件7)長。具體而言，當長形雙金屬件120設置在第一位置(圖2中以 實線圖示出；還在圖4中示出)時，長形雙金屬件120的第一端部122延 伸超出加熱器元件102的第一端部104的上表面112而進入其孔口 110中。 因此，長形雙金屬件120的長度126 (圖2 )大於加熱器元件102、特別是 其第一部段138 (下文說明)的長度144 (圖2 )。如圖3最佳地示出，加熱器元件102的中間部分108包括多個彎曲部 (例如但不限於，130、 132、 134、 136),這些彎曲部限定出多個部段(例 如但不限於，138、 140、 142)。在此處所示及所述的示例中，加熱器元件 102的第一和第二端部104、 106相互平行，中間部分108的所述多個彎曲 部包括第一彎曲部130、第二彎曲部132、第三彎曲部134和第四彎曲部 136,這些彎曲部限定出第一部段138、第二部段140、第三部段142。具 體而言，第一部段138設置在第一彎曲部130和第二彎曲部132之間，並 與加熱器元件102的第一端部104垂直。第二部段140設置在第二彎曲部 132和第三彎曲部134之間，並從第一部段138垂直向外延伸。第三部段 142設置在第三和第四彎曲部134、 136之間，並從第二部段140垂直向外 延伸，基本平行於第一部段138。然而，應當認識到，加熱器元件(例如 102)可具有任意已知的或適當的替代數量和/或構型的彎曲部(未示出)。 示例性加熱器元件102的上述孔口 110處於一長形槽口 110中，如圖 所示，該長形槽口 IIO從加熱器元件102的第一端部104附近延伸穿過加 熱器元件102的中間部分108的第一部段138。這樣，長形槽口110基本 上將笫一端部104分為第一和第二側部152、 154，其中長形雙金屬件120 的第一端部122在第一與第二側部152、 154之間延伸，如圖2和5所示。 加熱器元件102的第一端部104還包括在加熱器元件102的第一與第二側 部152、 154之間延伸並使第一與第二側部152、 154相互連接的跨接部段 156，以^f更在加熱器元件102的第一端部104中存在長形槽口 110的情況下 仍保持第一端部104的強度和剛度。應認識到，跨接部段156還用於防止 基本上相互平行的第一和第二側部152、 154例如響應於由通過側部152、 154的電流的流動產生的磁吸引力而不希望地吸引在一起。如圖4所示，長形雙金屬件120還包括從長形雙金屬件120的笫一端 部122向外延伸的突出部158(還在圖2和5中示出)。當長形雙金屬件 120設置在圖4所示的第一位置時，突出部158的至少一部分延伸超出加 熱器元件102的上表面112而進入加熱器元件102的孔口 110中，如圖所 示。這是與其中整個雙金屬件(例如參見圖1的雙金屬件7)都設置在加 熱器元件的第一端部的上表面(例如參見圖1的加熱器元件3的上表面(未 指定附圖標記))上方的傳統加熱器組件(例如參見圖1的加熱器組件1) 完全不同的結構。實際上，已知的加熱器元件並不具有延伸穿過其第一端 部的上和下表面的孔口。如圖3和5所示，示例性加熱器元件102的第二端部106還包括多個 孔146、 148(示出兩個)。適當的緊固件例如圖5所示的螺釘150構造成 延伸穿過所述孔中相應的一個孔148，以將加熱器元件102緊固在斷路器 殼體202 (圖2和4)上。然而，可認識到，加熱器元件(例如102)可具 有任意已知的或適當的替代數量和/或構型的孔(未示出)和用於該孔的緊 固件(未示出)而不會脫離本發明的範圍。繼續參照圖5，還可認識到，雖然為了節省公開篇幅在本文中僅示出 和詳細說明了一個加熱器組件100，但斷路器200可採用多個加熱器組件 100、 100，、 100"。例如但非限制，圖5示出三極斷路器200，其中斷路器 200的各個極214、 216、 218均具有相應的加熱器組件100、 100'、 100"。 極216、 218和加熱器組件100，、 IOO"在圖5中以虛線圖示出。然而應認識 到，它們與以實線圖示出並詳細說明的極214和加熱器組件100基本相同， 示例性斷路器200的脫扣杆208 (用圖5中的虛線圖以簡化形式示出)延 伸跨過斷路器200的全部三個極214、 216、 218，且因此可與加熱器組件 100、 100'、 IOO，'的每一個協作。因此，所公開的加熱器組件IOO(還參見圖5的加熱器組件100，、 100") 包括具有延長的長度126 (圖2)的長形雙金屬件120，該長形雙金屬件提 供了用於致動脫扣杆208 (在圖5中以簡化形式示出)的機械增益(例如 但不限於，增大的槓桿臂及相關的致動力)。這是由獨特的加熱器元件102實現的，除其它優點外，該加熱器元件102是由一件連續的適當地導電和 導熱的材料製成的單一部件，並且包括孔口 110以適應長形金屬件120的 延長的長度126 (圖2 )。另外，如圖5所示，將加熱器元件102電連接到 斷路器200的可動觸臂212的分路160、 162有利地安置成比已知的加熱器 組件(例如參見圖1的加熱器組件1)更遠離長形雙金屬件120和脫扣杆 208。這有利地降低了分路160、 162無意地與脫扣杆(例如208 )幹涉(例 如纏結)的可能性。具體而言，如圖2中最佳示出的，示例性加熱器組件 100包括第一和第二分路160、 162 (圖2中部分示出)。第一分路160在 加熱器元件102的第一端部104的第一側部152電連接到加熱器元件102, 而第二分路162與笫一分路160相對，在加熱器元件102的第一端部104 的第二側部154電連接到加熱器元件102。兩個分路160、 162基本上都i殳 置在加熱器元件102的跨接部段156上，遠離長形雙金屬件120。除上述加熱器組件100外，示例性的斷路器200 (圖2、 4和5 )還包 括磁脫扣機構300 (在圖2中部分示出；還參見圖4-7)。磁脫扣機構300 包括與斷路器殼體202聯接的磁部件302，如圖2所示，和銜鐵310，如圖 4所示。以一般公知的方式，銜鐵310 (圖4)可相對於磁部件302運動以 提供期望的脫扣響應。更具體而言，銜鐵310包括構造成與脫扣杆208協 作的第一端部312、設置成與第一端部312相對並遠離第一端部312的第 二端部314、面向萬茲部件302的第一側316和背離磁部件302的第二側318。 銜鐵310可在對應於斷路器200的可分離觸點204、 206 (在圖4中以簡化 形式示出；還參見圖5)跳開的第一位置(以虛線圖示出)和對應於可分 離觸點204、 206可閉合的第二位置(圖4示出)之間運動。磁脫扣機構300還包括具有第一部分322及遠離該第一部分的第二部 分324的銜鐵約束件320。 一偏壓元件340可拆卸地聯接到第一部分322， 如下文所述。當銜鐵310設置在第一位置時，銜鐵310的第一側316的一 部分與磁部件302接合，當銜鐵310設置在第二位置時，銜鐵310的第二 側318的一部分與銜鐵約束件320的第二部分324接合，如圖4所示。如圖5中最佳示出的，銜鐵約束件320和在本文示出和說明的示例中19為彈簧340 (在圖5中由虛線圖示出；還在圖6B和7中由實線圖部分地示 出)的偏壓元件340形成子組件350。如下文所述，銜^^失約束件320的第 一部分322將子組件350可拆卸地聯接到磁部件302。因此，除其它優點 外，子組件350還構造成較快地和較容易地與磁部件302連接和拆分，而 不需要使分離的單獨部件(彈簧340;下文所述的銷366;銜鐵約束件320) 相對於》茲部件302各自排布以將它們安裝到磁部件302上。因此，應認識 到，磁脫扣機構300可較快地和較容易地修改或更換成適用於多種不同的 應用。此外，所>^開的子組件350有利地無需彈簧340在組裝磁脫扣機構 300之前或期間i皮加載(charge)。而是，示例性磁脫扣機構300的彈簧 340可在子組件350已被可拆卸地聯接到磁部件302之後,皮加載而使銜鐵 310朝第二位置偏離第一位置(如圖4所示)，如下文所述。這大大簡化 了組裝過程，因為不需要在組裝磁脫扣機構(例如，300 )期間巻繞或旋繞 偏壓元件(例如但不限於，彈簧340)。現在更詳細地說明所公開的磁部件302與子組件350之間的快速連接 和拆分功能。具體而言，在本文示出和說明的示例中，磁部件302包括體 部304和從體部304垂直向外延伸的相對的第一和第二壁306、 308。各個 壁306、 308分別具有突出部332 (圖5和6A) 、 334 (圖2和7)。銜鐵 約束件320的第一部分322包括頂部326、從頂部326垂直向外延伸的第 一突片328 (圖5、 6A和6B )和與第一突片328相對地從頂部326垂直向 外延伸的第二突片330 (圖7)。笫一突片328構造成可拆卸地聯接到磁部 件302的第一壁306，而第二突片330構造成可拆卸地聯接到磁部件302 的第二壁308。更具體而言，當子組件350可拆卸地聯接到磁部件302時， 磁部件302的第 一壁306的第 一突出部332設置到第 一突片328的孔口 336 中，如圖6A所示，而^茲部件302的第二壁308的第二突出部334i殳置到 第二突片330的孔口 338中，如圖7所示。再次參照圖5，示例性磁脫扣機構300的子組件350還包括銷360 (在 圖5中以虛線圖示出；在圖5中的安裝位置還以實線圖部分地示出頭部 366 )。銷360將彈簧340可拆卸地聯接到銜鐵約束件320的第一和第二突片328、 330 (均在圖7中示出)。更具體而言，第一和第二磁部件壁306、 308分別包括支架部342、 344，彈簧340具有多個繞圏346 (在圖5中以 虛線圖示出；還參見圖4、 6B和7)。銷360延伸穿過銜鐵約束件320的 第一突片328、穿過彈簧340的繞圏346並且穿過銜鐵約束件320的第二 突片330，如圖7中最佳示出。當子組件350可拆卸地聯接到磁脫扣機構 300的磁部件302時，銷360分別i殳置在磁部件302的第一和第二側部306、 308的第一和第二支架部342、 344中。因此，應認識到，支架部342、 344 有利於子組件350的有利的快速連接和拆分能力。示例性的銷360包括相對的第一和笫二端部362、 364、設置在銷360 的第二端部364的頭部366、在第一端部362與頭部366之間延伸的柄杆 368以及設置在第二端部364附近的擴大部分370，如圖5中的虛線圖所示。 更具體而言，銷360的擴大部分370與頭部366隔開。銷360的柄杆368 具有第一直徑372 (圖7 ),銷360的頭部366具有第二直徑374,銷360 的擴大部分370具有第三直徑376 (圖6B)，其中擴大部分370的第三直 徑376大於柄杆368的第一直徑372，但小於頭部366的第二直徑374，如 圖所示。如圖5和6A部分示出的，銜鐵約束件320的第一突片328包括栓鎖 (鑰匙狀，keyed)孔口 378，如圖7所示，銜鐵約束件320的第二突片330 包括銷孔380。栓鎖孔口 378由具有直徑386的圓形開口 382和從圓形開 口 382向外延伸的徑向延伸部384構成，如圖6A所示。栓鎖孔口 378有 利於銷360將彈簧340可拆卸地聯接到銜鐵約束件320的能力。具體而言， 圓形開口 382的直徑386大於銷360的擴大部分370的第三直徑376。因 此，當銷360可拆卸地聯接到銜鐵約束件320時，銷360的第一端部362 延伸穿過銜鐵約束件320的第二突片330的銷開口 380,如圖7所示，而 銷360的位於銷360的擴大部分370與銷360的頭部366之間的柄杆368 設置在栓鎖孔口 378的徑向延伸部384內。這樣，銜鐵約束件320的第一 突片328設置在銷360的擴大部分370與銷360的頭部366之間，如圖6B 最佳地示出。如參照圖7可認識到，除了由上述子組件350提供的快速連接和拆分 的優點外，示例性的磁脫扣機構300、特別是其銜鐵約束件320還構造成 使得彈簧340能夠在子組件350已被可拆卸地聯接到磁部件302之後被加 載，還使得由彈簧340提供的偏壓力能夠被調節。更具體而言，彈簧340 包括一定數量的支腳347、 348。在將子組件350安裝到磁部件302之前， 支腳347、 348設置在銜鐵約束件320的頂部326的彈簧孔口 386內，如圖 5所示。在該取向上，彈簧340未被加載，而是優選地保持在該位置以^更 於接近其端部352、 354。彈簧孔口 386設置在銜鐵約束件320的頂部326 的第一與第二端部352、 354之間，並從頂部326的第一邊緣356附近延伸 穿過頂部326的第二邊緣358,如圖所示。因此，彈簧孔口 386的結構允 許彈簧340的支腳347、348從圖5所示的未加載位置運動到圖7的加栽位 置。此外，示例性銜鐵約束件320的頂部326的第二邊緣358具有至少一 個調節部388、 390，彈簧支腳347、 348可與所述調節部協作以調節(例 如，增大；減小)彈簧340的偏壓力。在圖7的示例中，調節部由在銜鐵 約束件320的頂部326的第一端部352附近從頂部326向外延伸的第一延 伸部388和在頂部326的第二端部354附近從頂部326向外延伸的第二延 伸部390構成。各個延伸部388和3卯分別包括多個凹部392A、 394A、 396A和392B、 394B、 396B。當子組件350可拆卸地聯接到磁部件302時， 如圖所示，彈簧340的第 一支腳347可運動到第 一延伸部388的凹部392A、 394A、 396A中相應的一個，彈簧340的第二支腳348可運動到第二延伸 部390的凹部392B、 394B、 396B中相應的一個，以便加載彈簧340。此 外，可通過改變供彈簧支腳347、348分別安置的凹部(例如但不限於，392A、 394A、 396A、 392B、 394B、 396B)來增大或減小彈簧340的偏壓力。例 如而非限制，使彈簧支腳347從凹部392A運動到凹部394A並使彈簧支腳 348從凹部392B運動到凹部394B將導致加在銜鐵310 (圖4 )上的彈簧偏 壓力增大。同樣，例如而非限制，彈簧支腳347從凹部396A運動到凹部 394A以及彈簧支腳348從凹部396B運動到凹部394B將導致彈簧力減小。應認識到，磁脫扣機構300可採用具有任意已知或適當的數量和/或構型的 凹部(未示出)的任意已知的或適當的替代數量和/或構型的調節部(未示 出)，或者其它適當的調節機構(未示出)。因此，所公開的磁脫扣機構300提供了這樣一種子組件350，該子組 件除其它優點外，還可快速地和容易地連接和拆分，其中在子組件350已 被可拆卸地聯接到磁部件302之前和期間都不需要對子組件350的彈簧 340進行加載。另外，僅通過調節現有彈簧340的支腳347、 348以改變其 提供的偏壓力便可較快速地和較容易地調節磁脫扣機構300的操作特性， 而無需拆卸磁脫扣機構300和/或用另外的不同(例如，尺寸不同)的彈簧(未示出)來更換彈簧340。應認識到，儘管本文示出和說明的斷路器200既包括上述加熱器組件 100也包括上述磁脫扣機構300，但是本發明也可設想僅採用加熱器組件 100和磁脫扣機構300中的一個或另一個的多種不同構型的電氣開關裝置(未示出)。因此，同時設置有加熱器組件100和磁脫扣機構300兩者除 其它優點外還可用於單獨地和/或共同地有利於斷路器200的組裝和改善斷 路器200的操作性能。儘管已詳細說明了本發明的具體實施例，但本領域技術人員應認識到， 可根據本^^開的全部教導對這些細節作出各種變型和替代方案。因此，所 公開的特定結構僅是例述性的而非限制本發明的範圍，本發明的範圍將給 定為所附權利要求及其任意和所有等同物的全部範圍。
權利要求
1.一種用於電氣開關裝置(200)的加熱器組件(100)，所述電氣開關裝置(200)包括殼體(202)、可分離觸點(204、206)以及用於打開和閉合所述可分離觸點(204、206)的操作機構(210)，所述加熱器組件(100)包括構造成與所述電氣開關裝置(200)的殼體(202)聯接的加熱器元件(102)，所述加熱器元件(102)包括第一端部(104)、第二端部(106)、設置在所述第一端部(104)與所述第二端部(106)之間的中間部分(108)和設置在所述第一端部(104)附近的孔口(110)，所述加熱器元件(102)的第一端部(104)包括上表面(112)和設置成與所述上表面(112)相對的下表面(114)；和長形雙金屬件(120)，所述長形雙金屬件包括第一端部(122)和設置成與所述長形雙金屬件(120)的第一端部(122)相對並遠離該第一端部(122)的第二端部(124)，所述長形雙金屬件(120)構造成在對應於所述電氣開關裝置(200)的可分離觸點(204、206)可閉合的第一位置和對應於所述長形雙金屬件(120)的第一端部(122)與所述操作機構(210)協作以打開所述可分離觸點(204、206)的第二位置之間運動，所述長形雙金屬件(120)的第二端部(124)聯接到所述加熱器元件(102)的中間部分(108)，其中，當所述長形雙金屬件(120)設置在所述第一位置時，所述長形雙金屬件(120)的第一端部(122)延伸超出所述加熱器元件(102)的第一端部(104)的上表面(112)而進入所述加熱器元件(102)的孔口(110)中。
2. 根據權利要求1所述的加熱器組件(100)，其特徵在於，所述 加熱器元件(102)是包括一件連續材料的單個部件。
3. 根據權利要求1所述的加熱器組件(100)，其特徵在於，所述 加熱器元件(102)的中間部分(108)包括多個彎曲部(130、 132、 134、136)，所述多個彎曲部限定出多個部段(138、 140、 142);所迷加熱器 元件(102)的孔口 (110)從所述加熱器元件(102)的第一端部(104) 附近朝所述中間部分(108)的所述部段中的相應一個部段(138)延伸。
4. 根據權利要求3所述的加熱器組件(100)，其特徵在於，所述 加熱器元件(102)的孔口 (IIO)是長形槽口 (110);所述長形槽口 (110) 延伸穿過所述中間部分(108)的所迷部段中的所iM目應一個部段(138)。
5. 根據權利要求3所述的加熱器組件(100),其特徵在於，所述 加熱器元件(102 )的第一端部(104 )相對於所述加熱器元件(102 )的第 二端部(106)平^f亍；所述加熱器元件(102)的中間部分(108)的所迷多 個彎曲部(130、 132、 134、 136)包括第一彎曲部(130)、第二彎曲部(132)、 第三彎曲部(134)和第四彎曲部(136);所述加熱器元件(102)的中間 部分(108)的所述多個部段(138、 140、 142)包括第一部分(138)、第 二部分(140)和第三部分(142);所述第一部段(138)設置在所述第一 彎曲部(130)與第二彎曲部(132)之間，並相對於所述加熱器元件(102) 的第一端部(104 )垂直；所述第二部段(140 )設置在所述第二彎曲部(132 ) 與第三彎曲部(134)之間，並從所迷第一部段(138)垂直向外延伸；所 述第三部段(142)設置在所述第三彎曲部(134)與第四彎曲部(136)之 間，並基本平行於所述第一部段(138)地從所述第二部段(140)垂直向 外延伸。
6. 根據權利要求5所述的加熱器組件(100)，其特徵在於，所述 加熱器元件(102 )的第一部段(138 )具有一長度(144 );所述長形雙金 屬件(120 )具有一長度(126 );所述長形雙金屬件(120 )的長度(126 ) 大於所述加熱器元件(102)的第一部段(138)的長度(144)。
7. 才艮據權利要求1所述的加熱器組件(100)，其特徵在於，所述 加熱器元件(102)的第二端部(106)包括多個孔(146、 148)和至少一 個緊固件(150);所述至少一個緊固件(150)構造成延伸穿過所述多個 孔中相應的一個孔(148)以將所述加熱器元件(102)緊固在所述電氣開 關裝置(200)的殼體(202)上。
8. 根據權利要求1所述的加熱器組件(100)，其特徵在於，所述 加熱器元件(102)的孔口(110)將所述加熱器元件(102)的第一端部(104) 基本上分為第一側部(152 )和第二側部(154);所述長形雙金屬件(120 ) 的第一端部(122)在所述加熱器元件(102)的第一側部(152)與所述加 熱器元件(102)的第二側部(154)之間延伸。
9. 根據權利要求8所述的加熱器組件(100)，其特徵在於，所述 加熱器元件(102)還包括跨接部段(156);所迷跨接部段(156)設置在 所述加熱器元件(102 )的第一端部(104 )處；所述跨接部段(156 )在所 述加熱器元件(102)的第一側部(152)與所述加熱器元件(102)的第二 側部(154)之間延伸。
10. 根據權利要求1所述的加熱器組件(100),其特徵在於，所述 長形雙金屬件(120)的第一端部(122)包括從所述長形雙金屬件(120) 向外延伸的突出部(158);當所述長形雙金屬件(120)設置在所述第一 位置時，所述突出部(158)的至少一部分延伸超出所述加熱器元件(102) 的上表面(112)而進入所述加熱器元件(102)的孔口 (110)中。
11. 一種電氣開關裝置(200),包括 殼體(202 );由所述殼體(202)包封的可分離觸點(204、 206); 構造成打開和閉合所述可分離觸點(204、 206)的操作機構(210);和至少一個加熱器組件(100)，該加熱器組件包括與所述殼體(202)聯接的加熱器元件(102),所迷加熱器元件 (102 )包括第一端部(104 )、第二端部(106 )、設置在所述第一端部(104 ) 與所述第二端部(106 )之間的中間部分(108 )和設置在所述第一端部(104 ) 附近的孔口 (110),所述加熱器元件(102)的第一端部(104)包括上表 面(112)和設置成與所述上表面(112)相對的下表面(114);和長形雙金屬件(120)，所述長形雙金屬件包括第一端部(122) 和設置成與所述長形雙金屬件(120)的第一端部(122)相對並遠離該第一端部(122)的第二端部(124)，所述長形雙金屬件(120)可在對應於 所述電氣開關裝置(200)的可分離觸點(204、 206)可閉合的第一位置和 對應於所述長形雙金屬件(120 )的第一端部(122 )與所述操作機構(210 ) 協作以打開所迷可分離觸點(204、 206)的第二位置之間運動，其中，當所述長形雙金屬件(120)設置在所述第一位置時，所述 長形雙金屬件(120)的第一端部(122)延伸超出所述加熱器元件(102) 的第一端部(104)的上表面(112)而ii^所述加熱器元件(102)的孔口 (110)中。
12. 根據權利要求ll所述的電氣開關裝置(200)，其特徵在於，所 述至少一個加熱器組件(100)的所述加熱器元件(102)是包括一件連續 材料的單個部件。
13. 根據權利要求ll所述的電氣開關裝置(200),其特徵在於，所 迷加熱器元件(102)的中間部分(108)包括由多個彎曲部(130、 132、 134、 136)限定的多個部段(138、 140、 142);所述加熱器元件(102) 的孔口 (110)從所述加熱器元件(102)的第一端部(104)附近朝所述中 間部分(108)的所述部段中的相應一個部段(138)延伸。
14. 根據權利要求13所述的電氣開關裝置(200),其特徵在於，所 述加熱器元件(102)的孔口 (IIO)是長形槽口 (110);所述長形槽口 (110) 延伸穿過所述中間部分(108)的所述部段中的所勤目應一個部段(138)。
15. 根據權利要求ll所述的電氣開關裝置(200)，其特徵在於，所 述至少一個加熱器組件(100)還包括至少一個緊固件(150);所述至少 一個加熱器組件(100)的所述加熱器元件(102)的第二端部(106)包括 多個孔(146、 148);所迷至少一個緊固件(150)中相應的一個緊固件延 伸穿過所述多個孔中相應的一個孔(146)以將所述加熱器元件(102)緊 固在所述殼體(202)上。
16. 根據權利要求ll所述的電氣開關裝置(200),其特徵在於，所 述加熱器元件(102)的孔口 (110)將所述加熱器元件(102)的第一端部(104 )基本上分為第一側部(152 )和第二側部(154 );所述長形雙金屬件(120)的第一端部(122)在所述加熱器元件(102)的第一側部(152) 與所述加熱器元件(102)的第二側部(154)之間延伸；所述加熱器元件 (102 )還包括跨接部段(156);所*接部段(156)設置在所述加熱器 元件(102)的第一端部(104)處；所述跨接部段(156)在所述加熱器元 件(102)的第一側部(152)與所述加熱器元件(102)的第二側部(154) 之間延伸。
17. 根據權利要求16所述的電氣開關裝置(200)，其特徵在於，所 述操作機構(210)包括可動觸臂(212);所述可分離觸點包括固定電觸 點(204)和可動觸點(206);所迷可動觸點(206)設置在所述可動觸臂(212 )上；所述加熱器組件(100 )還包括一定數量的分路(160、 162 ); 所述一定數量的分路(160、 162 )將所述加熱器元件(102 )電連接到所述 可動觸臂(212 );所述一定數量的分路(160、 162 )基本設置在所述加熱 器元件(102)的第一端部(104)的所述跨接部段(156)上，遠離所述長 形雙金屬件(120)。
18. 根據權利要求17所述的電氣開關裝置(200)，其特徵在於，所 述一定數量的分路是第一分路(160)和第二分路(162);所述第一分路(160)在所述加熱器元件(102)的第一端部(104)的第一側部(152) 處電連接到所述加熱器元件(102);所述第二分路(162)與所述第一分 路(160)相對地、在所述加熱器元件(102)的第一端部(104)的第二側 部(154)處電連接到所述加熱器元件(102)。
19. 根據權利要求ll所述的電氣開關裝置(200)，其特徵在於，所 述長形雙金屬件(120 )的第一端部(122 )包括從所述長形雙金屬件(120 ) 向外延伸的突出部(158);當所述長形雙金屬件(120)設置在所述第一 位置時，所述突出部(158)的至少一部分延伸超出所述加熱器元件(102) 的上表面(112)而進入所述加熱器元件(102)的孔口 (110)中。
20. 根據權利要求ll所述的電氣開關裝置(200)，其特徵在於，所 述電氣開關裝置是斷路器(200);所述斷路器(200)具有多個極(214、 216、 218 );所述斷路器(200)的所述操作機構(210 )包括脫扣杆(208 );所述脫扣杆(208 )延伸跨過所述斷路器(200 )的所迷極(214、 216、 218 ); 所述至少一個加熱器組件是多個加熱器組件(100、 100'、 100")，每個加 熱器組件用於所述斷路器(200 )的所述極中的一個；所述加熱器組件(100、 100'、 100")的每一個與所述脫扣杆(208)的相應部分協作。
全文摘要
本發明涉及電氣開關裝置(200)及其加熱器組件(100)。加熱器組件包括加熱器元件(102)和長形雙金屬件(120)。加熱器元件包括第一和第二端部、設在這兩個端部之間的中間部分(108)和設在第一端部附近的孔口(110)。長形雙金屬件包括相對的第一和第二端部且可在對應於電氣開關裝置的可分離觸點(204、206)可閉合的第一位置和對應於長形雙金屬件的第一端部與脫扣杆(208)協作以使操作機構(210)打開可分離觸點的第二位置之間運動。長形雙金屬件的第二端部聯接到加熱器元件的中間部分。當長形雙金屬件設在第一位置時，其第一端部延伸超出加熱器元件的第一端部的上表面(112)而進入加熱器元件的孔口中。
文檔編號H01H71/16GK101593640SQ20091013827
公開日2009年12月2日 申請日期2009年5月31日 優先權日2008年5月30日
發明者C·J·普哈拉, D·E·利特爾, K·J·麥卡錫, R·W·米勒, W·E·林賽 申請人:伊頓公司