專利名稱：用于旋轉(zhuǎn)接觸系統(tǒng)的電路斷路器機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模制外殼電路斷路器，其具有用于在開啟、關(guān)閉和跳閘位置之間開關(guān)旋轉(zhuǎn)接觸系統(tǒng)的機構(gòu)。
美國專利5,281,776(‘776)描述一種模制外殼電路斷路器，其具有用于開關(guān)旋轉(zhuǎn)接觸系統(tǒng)的肘桿型機構(gòu)。該機構(gòu)采用一直接與驅(qū)動軸連接的下部連桿，該驅(qū)動軸延伸穿過接觸系統(tǒng)并使其旋轉(zhuǎn)，如

圖1所示。連接于同一驅(qū)動銷的曲柄用于驅(qū)動也延伸穿過接觸系統(tǒng)的另一銷子。由于驅(qū)動軸穿過接觸系統(tǒng)，將該軸最優(yōu)定位是不可能的，其會引起對多少力可從開關(guān)機構(gòu)傳送到轉(zhuǎn)子的幾何約束。這常常限制采用‘776開關(guān)機構(gòu)的電路斷路器能實現(xiàn)的性能水平。
因此，希望將開關(guān)機構(gòu)優(yōu)化以把增加的力傳遞至旋轉(zhuǎn)接觸系統(tǒng)。
還考慮到，希望結(jié)合改進的開關(guān)機構(gòu)，描述在機構(gòu)和允許該機構(gòu)的放置及設(shè)計靈活的接觸系統(tǒng)之間的界面。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種電路斷路器機構(gòu)，其包括一具有連接于其上的托架的側(cè)框架。一肘式連桿，其包括具有第一端和第二端的連接到該托架的上部連桿，以及由彈簧芯軸連接于上部連桿第二端的下部連桿。連接于側(cè)框架的曲柄部件連接于下部連桿。該曲柄提供由該機構(gòu)產(chǎn)生的輸出扭矩。
還根據(jù)本發(fā)明，第一和第二軸延伸穿過轉(zhuǎn)子組件。該第一軸與此曲柄連接，以隨著電路斷路器機構(gòu)的狀態(tài)變化在關(guān)閉和開啟位置之間驅(qū)動該轉(zhuǎn)子組件。
附圖簡述從下述對本發(fā)明的示意性實施例的描述中，會明顯看出其它優(yōu)點和特點，其給出僅僅作為非限制性例子并在附圖中表示，其中圖1是處于關(guān)閉位置的現(xiàn)有技術(shù)機構(gòu)的剖視圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的電路斷路器的頂部透視圖；圖3是處于關(guān)閉位置的如圖2所示的本發(fā)明的元件的前部平面視圖；圖4是處于開啟位置的如圖2所示的本發(fā)明的元件的前部平面視圖；圖5是處于跳閘位置的如圖2所示的本發(fā)明的元件的前部平面視圖。
優(yōu)選實施例描述現(xiàn)參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的電路斷路器10包括一基部22和一蓋子24。包封在基部22和蓋子24之內(nèi)的是四個各與電路中的相應(yīng)相位對應(yīng)的電極14C、14L、14R、14N。各電極14C、14L、14R、14N分別含有能夠負載和截斷電流的旋轉(zhuǎn)接觸組件16C、16L、16R和16N。驅(qū)動軸18連接四個電極14C、14L、14R、14N。
另外，中央電極14C由機構(gòu)組件12橫跨。該機構(gòu)12通過驅(qū)動軸18連接于電極14C、14L、14R。電極14C、14L、14R可操作以響應(yīng)機構(gòu)12的操作而在三個位置即開啟、關(guān)閉或跳閘之間移動。
如圖3所示，各電極14包括裝放接觸臂26的轉(zhuǎn)子60和一對可移動接觸點28、28′。該對可移動接觸點28、28′在機構(gòu)處于圖示的關(guān)閉位置時與該對靜止接觸點30、30′配合。將靜止接觸點30、30′分別釬接或焊接于負載連接片32和接線連接片34。轉(zhuǎn)子60在由內(nèi)臂(圖中未示)或基部22內(nèi)的模塊式盒體(圖中未示)支撐的銷子61上樞轉(zhuǎn)。曲柄62將機構(gòu)12連接于轉(zhuǎn)子組件16C。曲柄62繞著組裝到側(cè)框架13的銷子61樞轉(zhuǎn)。可以理解，轉(zhuǎn)子組件16R、16L、16N可與轉(zhuǎn)子組件16C相同。轉(zhuǎn)子組件16C的操作與在1998年5月29日共同申請的并結(jié)合于此作為參考的美國專利SN09/087,038中描述的基本相同。
機構(gòu)12包括由連接器銷39連接于曲柄62的下部連桿38。來自曲柄的下部連桿38的相對端通過彈簧芯軸48連接于上部連桿40。該上部連桿40依次由連接于閂機構(gòu)(圖中未示)的銷子56連接于托架42。機構(gòu)彈簧50連接于彈簧芯軸48和手把46上的銷子52之間。在連接于上部連桿40的銷子58進入與托架42接觸時，防止機構(gòu)12的進一步反時針方向旋轉(zhuǎn)。
可由機構(gòu)12產(chǎn)生的扭矩量是由從機構(gòu)彈簧50通過下部連桿38傳遞的力F和動量臂決定。圖3所示的動量臂為正交距離d。該正交距離d是從曲柄樞軸61到力F的作用線的正交線的長度。由于扭矩是力F乘以距離d的積，可以明顯看出，對于一個給定機構(gòu)，距離d越大，產(chǎn)生的扭矩越大。當(dāng)距離d與連接銷39重合時，該距離，從而扭矩會最大化。在本發(fā)明中，銷子39僅僅將下部連桿38連接于曲柄62。應(yīng)注意到，在現(xiàn)有技術(shù)的機構(gòu)中，銷子39還是延伸穿過并連接所有轉(zhuǎn)子的驅(qū)動銷。
轉(zhuǎn)子組件16C的元件常常不能使驅(qū)動銷置于該優(yōu)化位置。例如，如圖3所示，若銷子39用作驅(qū)動軸以連接所有的轉(zhuǎn)子組件，則其需要直接穿過接觸臂26。這樣，如希望一優(yōu)化的機構(gòu)裝置，需將下部連桿38從驅(qū)動軸和轉(zhuǎn)子組件16C脫開連接。本發(fā)明通過將下部連桿38連接于曲柄62實現(xiàn)了這一點，其中曲柄62依次將力傳送至驅(qū)動軸。于是，驅(qū)動軸18可定位于轉(zhuǎn)子的任意位置而不影響機構(gòu)可產(chǎn)生的扭矩量。通過使用曲柄62，可將轉(zhuǎn)子組件16C或機構(gòu)組件12優(yōu)化而不損害另一元件的性能，從而允許電路斷路器的設(shè)計的最大靈活量且仍保持已優(yōu)化的分組件。
參照圖4，在正常開關(guān)操作中，使手把46反時針旋轉(zhuǎn)以將電路斷路器10從開轉(zhuǎn)到關(guān)。當(dāng)使手把46旋轉(zhuǎn)時，彈簧50的作用線會從樞軸56的右側(cè)移向左側(cè)。這種運動越過機構(gòu)12的中心，于是，存儲在彈簧中的力使機構(gòu)12開啟轉(zhuǎn)子組件16C、16R、16L、16N。該開啟運動將可移動接觸點28、28′與靜止接觸點30、30′分離，從而防止任何電流流過電路斷路器10。
當(dāng)電路斷路器跳閘單元(圖中未示)檢測到非正常情況時，釋放閂機構(gòu)(圖中未示)，使托架42能沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。閂和跳閘單元類似于結(jié)合于此作為參考的美國專利4,789,848。托架42的最終運動使轉(zhuǎn)子組件16C通過上部連桿40和下部連桿38旋轉(zhuǎn)，使可移動接觸點28、28′與靜止接觸點30、30′分離。接觸點的分離使穿過電路斷路器10的任何電流流動終止。
應(yīng)理解，在電路斷路器10處于關(guān)閉位置時，通過機構(gòu)12和轉(zhuǎn)子組件16C、16L、16R、16N把大的負載施加于驅(qū)動軸18上。這些負載趨向于偏轉(zhuǎn)驅(qū)動軸18或扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子組件16C、16L、16R、16N。軸18的偏轉(zhuǎn)趨向大大地降低在靜止接觸點30、30′和可移動接觸點28、28′之間的接觸凹陷或接觸壓力，這種壓力導(dǎo)致比所期望的性能更低。為了彌補或校正該折彎，附加有第二軸19以提供額外的強度。
參照圖2和3，軸19在其延伸穿過和旋轉(zhuǎn)地連接轉(zhuǎn)子組件16C、16L、16R及16N方面類似于驅(qū)動軸18。然而，軸19不連接于曲柄62，其允許將軸19在任何方便位置連接于轉(zhuǎn)子組件16C、16L、16R、16N而不影響上述優(yōu)化曲柄負載。盡管該軸19沒有連接于曲柄62，但已觀察到非常大的接觸凹陷。例如，當(dāng)測量480V、600A的工業(yè)電路斷路器的接觸凹陷時，帶有附加的軸19的接觸凹陷在最外電極14N上比僅帶有驅(qū)動軸18的要大75％。
雖然已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會明顯看出可作許多變形和改動，因此，最好本發(fā)明不由在此的特定公開的內(nèi)容所限定而僅由后附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于多電極電路斷路器的機構(gòu)，其包括至少一側(cè)框架(13)；一曲柄部件(62)，其旋轉(zhuǎn)連接于上述側(cè)框架(13)并具有第一和第二端；一第一旋轉(zhuǎn)接觸組件(16C)，其鄰接上述曲柄(16C)旋轉(zhuǎn)安裝；以及一第一軸(18)，其連接于上述曲柄和上述第一旋轉(zhuǎn)接觸組件，一第二軸(19)，其連接于上述旋轉(zhuǎn)接觸組件。
2.如權(quán)利要求1所述的機構(gòu)，其還包括一第二旋轉(zhuǎn)接觸組件(16L)，其鄰接上述第一旋轉(zhuǎn)接觸組件(16C)并連接于上述第一和第二軸。
3.如權(quán)利要求2所述的機構(gòu)，其還包括一第三旋轉(zhuǎn)接觸組件(16R)，其鄰接上述第一旋轉(zhuǎn)接觸組件(16C)并連接于上述第一軸(18)和第二軸(19)。
4.如權(quán)利要求3所述的機構(gòu)，其還包括一第四旋轉(zhuǎn)接觸組件(16N)，其鄰接上述第三旋轉(zhuǎn)接觸組件(16R)和上述第一軸(18)和第二軸(19)。
5.一種多電極電路斷路器，其包括一基部(22)；一安裝于上述基部(22)的第一側(cè)框架(13)；一曲柄部件(62)，其旋轉(zhuǎn)連接于上述側(cè)框架(13)并具有一第一和第二端；一第一旋轉(zhuǎn)接觸組件(16C)，其旋轉(zhuǎn)安裝于鄰接上述曲柄(13)的上述基部(22)之內(nèi)；一第一軸(18)，其連接于上述曲柄(13)和上述第一旋轉(zhuǎn)接觸組件(16C)，以及一第二軸(19)，其連接于上述第一旋轉(zhuǎn)接觸組件(16C)。
6.如權(quán)利要求5所述的電路斷路器，其還包括一第二旋轉(zhuǎn)接觸組件(16L)，其旋轉(zhuǎn)安裝于鄰接上述第一旋轉(zhuǎn)接觸組件(16C)的上述基部(22)之內(nèi)并連接于上述第一軸(18)和第二軸(19)。
7.如權(quán)利要求6所述的電路斷路器，其還包括一第三旋轉(zhuǎn)接觸組件(16R)，其旋轉(zhuǎn)安裝于鄰接上述第一旋轉(zhuǎn)接觸組件(16C)的上述基部(22)之內(nèi)并連接于上述第一軸(18)和第二軸(19)。
8.如權(quán)利要求7所述電路斷路器，其還包括一第四旋轉(zhuǎn)接觸組件(16N)，其旋轉(zhuǎn)安裝于鄰接上述第三旋轉(zhuǎn)接觸組件(16R)的上述基部(22)之內(nèi)并連接于上述第一軸(18)和第二軸(19)。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)接觸電路斷路器，其采用曲柄將開關(guān)機構(gòu)連接于旋轉(zhuǎn)接觸電極結(jié)構(gòu)。使用曲柄允許該機構(gòu)和電極結(jié)構(gòu)單獨地優(yōu)化而不影響另一個的性能。特別是，曲柄允許能夠?qū)⒆畲笈ぞ貍魉椭岭姌O結(jié)構(gòu)的機構(gòu)。
文檔編號H01H73/04GK1404614SQ01800498
公開日2003年3月19日 申請日期2001年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月9日
發(fā)明者R·N·卡斯頓圭, R·L·格林伯格, D·S·克里斯滕森 申請人:通用電氣公司