CN100386837C - 用于断路器的改进的联锁机构及装有该联锁机构的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种作用于至少一个可移动的电接头(1)的联锁机构，该可移动的电接头(1)相对于一个固定的电接头(2)在两个稳定的位置之间移动，这两个稳定位置分别对应着电路的断开和闭合，所述的联锁机构包括一个热敏断开的双金属片(3)。按照本发明，热敏断开的双金属片(3)固定在一个框架上，在该框架上安装着所述的可移动的电接头(1)。

Description

用于断路器的改进的联锁机构及装有该联锁机构的断路器

技术领域

本发明涉及电设备的一般技术领域，更具体地说，本发明涉及用于保护线路或开关，以便保护人员的断路器类型的模块式设备的领域。

本发明尤其涉及一种用于磁-热分离式断路器的、或者用于开关或类似设备的、尤其用于相线断路器的联锁机构；本发明还涉及配备有这种联锁机构的断路器。

背景技术

线路保护用的断路器在其壳体中通常具有在两个端子之间延伸的电路；还包括用于保护线路防止过载的热敏断开的双金属片；以及一个包含线圈的电磁断开部件，线圈中具有与推杆连接的插杆式铁心，用以在短路时，通过打开与一个或若干固定电接头相接触的一个可移动的电接头而确保电路断开。相线和中性线断路器除了包括所述的相线极之外，还包括一个具有固定电接头和可移动的电接头的中性线极，中性线的可移动的电接头连同相线极的可移动的电接头一起被启动。

可移动的电接头的启动一般是通过一个曲拐型联锁机构而实现的，曲拐型联锁机构通常包括一个手柄型的控制元件，可以手动操作并驱动一个传动杆，用以推动一个承载着一个或几个可移动的电接头的摆动接头承载件，以使这些可移动的电接头压在一个固定电接头上，直至到达这样一个位置，在这个位置上，曲拐压靠在接头承载件上，利用一个棘爪，阻止其脱开和释放，在正常情况下便可阻止传动杆朝着反方向的，即接头打开方向的回程运动。手动打开是通过反方向地操作该手柄而实现的。通常是通过双金属片的作用，或者通过线圈的推杆逆着手柄位移方向的作用而使断路器启动，以便使棘爪释放，因而也使传动杆脱开，从而打开电接头。

这种联锁机构例如在欧洲专利EP-0570647B1中有相应的描述。

例如人们知道一种作用于至少一个可移动的电接头的联锁机构，该可移动的电接头相对于一个固定的电接头在两个稳定的位置之间移动，这两个稳定位置分别对应着电路的断开和闭合。所述的联锁机构包括一个热敏断开的双金属片。

已知的联锁机构也存在一些缺陷。实际上，根据各种安装场合，电设备以及装有这种联锁机构的断路器受到变化着的大气湿度的影响。

大气湿度的变化是造成内部元件的(尤其是构成了联锁机构支承件的、或其它功能元件支承件的那些内部元件的)亲水性塑性材料的尺寸发生变化的首要原因。这些尺寸变化相当于热敏双金属片或联锁机构的相对运动，因而能够影响断路器断开的时限。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服这些缺陷，并且实现一种断路器，其断开的时限不因湿度问题或功能元件的变形而改变。

按照本发明，热敏断开的双金属片3固定在一个其上装有可移动的电接头1的框架上。

这样就可以省略双金属片的热敏断开传动链所用的塑料盒。盒体不再影响这种断开，使用亲水性材料也就可以实现了。

还可以将双金属片与联锁机构结合为一体，不会因此而增大体积。这样就可以省出断路器中的空间用于其它的功能。将双金属片直接安装在联锁机构上还可以简化断路器的构件，特别是减少了构件的数量。

这种结构还能够使热敏断开的双金属片独立于联锁机构构件可能发生的相对位移或变形而保持同样的断开阈。装有本发明联锁机构的设备在其使用寿命期限中，每次启动都无需调整热敏断开双金属片的断开阈。

这样就获得了一个双金属片的组件，它没有改变双金属片的自由端与一个驱动件之间的距离，该驱动件连接于一个开关组件并且敏感地受到双金属片的作用。

按照本发明的一个实施例，框架是金属的或者塑料的。

按照本发明的一个实施例，该联锁机构包括一个枢转地安装在框架上的并且能够作用于可移动的电接头的开关组件，这个开关组件包括一个驱动件，该驱动件与双金属片的自由端配合作用，并且能够在热敏断开的双金属片的作用下使所述的开关组件产生摆动。

所述的开关组件和驱动件例如由塑料制成一个构件。

按照一个实施例，所述联锁机构具有行程补偿结构，所述行程补偿结构包括使所述可移动的电接头绕所述框架枢转的一安装件，所述安装件与一弹性复位件相对，并且当所述可移动的电接头与所述固定电接头电连接时，所述弹性复位件使所述可移动的电接头相对于所述框架移动。

本发明还涉及一种包括了上面所述联锁机构的、用于保护电线路或者保护人员的设备。

本发明还涉及一种断路器，它包括：

一个由塑料制成的、具有两个半壳结构的外壳；

一些用于两个半壳的装配元件；

一些用在导轨型支承件上的固定元件；

至少两个电接线柱；

可在两个稳定位置之间运动的一个操作元件；

一个磁性组件，它包括一个能够断开电连接的推杆；以及

如上所述的一个联锁机构。

附图说明

通过下面结合附图、完全用于举例而不是限制性的详细描述，本发明的其他特征将变得更加明显，其中：

图1是本发明联锁机构的一个实施例的分解图；

图2和图3是图1中的联锁机构处于不同的工作状态时的截面图；

图4和图5是本发明的断路器的局部示意图，分别表示了电连接闭合时和断开时的状态；

图6和图7是本发明断路器的局部剖视的外视图。

具体实施方式

图1的分解图所示出的本发明的联锁机构用于组装到电设备，例如断路器中。该联锁机构驱动一个可移动的的电接头1，后者贴靠在例如图4至图7所示的一个固定电接头2上。

联锁机构还包括与所述联锁机构的一个构件相连的、热敏断开的双金属片3。联锁机构的构成例如包括一个上面置有上侧板5的下侧板4，双金属片3就固定在上侧板上。双金属片例如通过一个或几个焊接点而固定在上侧板上。采用导电材料，例如铜，通过任何已知的机械方式而形成下侧板4和上侧板5的组件。

这种结构在不增加联锁机构的体积方面尤其具有优点。此外，也不再需要其它的用来安装或固定双金属片3的元件或措施。因此，双金属片3成为了联锁机构的一个组成部分。连接有热敏断开的双金属片3的上下侧板4，5这样就构成了接头承载件的框架。该框架例如是金属的。

下侧板4还设有一个轴6，轴6上转动地安装着由绝缘材料制成的开关组件7。当电流过载时，开关组件7能够使可移动的电接头1和固定电接头2相互分离，由于开关组件7是转动地安装的，这就使它能够推动可移动的电接头1，开关组件7的一端贴靠在可移动的电接头1上，以使后者绕轴转动并且使它与固定电接头2分离。

可移动的电接头1最好安装在由上侧板4和下侧板5所构成的金属框架上或该框架内。这种安装是通过使枢轴1a插入到下侧板4和上侧板5上的相应的孔5a中而实现的。

还装有复位弹簧8，例如以其两端安装在可移动的电接头1和下侧板之间。

可移动的电接头1因此能够在其所安装的框架上或框架内绕轴转动。

开关组件7包括一个驱动件9，它可以在热敏断开的双金属片3的作用下驱使所述的开关组件7产生转动。驱动件9因此位于开关组件7的一端，并且其延伸方向基本上垂直于所述开关组件7的纵向延伸方向。驱动件9具有一个凹口10，供可移动的电接头1和双金属片的一端从中穿过。凹口10确定了第一贴靠边缘7a和第二贴靠边缘9a。第一贴靠边缘7a用来与可移动的电接头1相接触并且推动它，以实现电断开。第二贴靠边缘9a供双金属片3贴靠，当双金属片3变形时，它推动驱动件9因而随之也驱动开关组件7，由此开始按照前述的方式通过可移动的电接头1的绕轴转动而与固定电接头2脱开。

图4表示了可移动的电接头1和固定电接头2之间闭合时的电接通状态，以及联锁机构相应的状态。此时双金属片3处于未变形的不起作用状态。

在图5中，双金属片3例如由于过载电流而发生变形，于是推动驱动件9因而也推动开关组件7，以使可移动的电接头1和固定电接头2相互分离。

联锁机构还具有磨损的行程补偿结构。磨损的行程补偿结构包括使可移动的电接头1绕框架枢转的一个安装件。利用一个弹性复位件使安装件转动，该弹性复位件克服使可移动的电接头1相对于框架驱动移动的恢复力，在与固定电接头2电连接时，使所述的可移动的电接头1相对于框架移动。这样就吸收了因潮湿而造成的在尺寸或形状方面的变化，或者因大气湿度使得壳体变形、进而某些元件发生膨胀或收缩而造成的在尺寸或形状方面的变化。

本发明的断路器还包括一个操作元件11，它可以在一个稳定的作用位置图4和一个稳定的未作用位置图5之间运动。当开关组件7如图5那样绕轴转动时，操作元件11自动地返回其未作用位置。

开关组件7和驱动件9例如由塑料制成的单一构件所构成。

表示在图4至图7中的本发明的断路器包括一个塑料外壳12，以及在一个(未示出的)导轨型支承件上的一些固定元件13。断路器包括操作元件11，它可以在两个稳定位置之间运动，其中一个是表示在图4中的作用位置，另一个是表示在图5中的未作用位置，从而能够手动地控制所述断路器的工作状态。

外壳12例如包括两个半壳，还设有用于这两个半壳的一些装配元件。

断路器包括一个带有推杆15的磁性组件14，所述推杆15能够使可移动的电接头1从固定电接头2上分离。磁性组件14通过一个激励线圈16连接于固定电接头2。

本发明的断路器还包括例如前面所述的联锁机构，该联锁机构例如像图6和图7所示那样处于两种状态，这两种状态分别对应着可移动的电接头1与固定电接头2断开和闭合的状态。在图6所示的第一状态时，联锁机构由于双金属片3的变形，或者由于推杆15施加在开关组件7上的推力，因而被置于未启动状态。为了清楚起见，在图6和图7中将热敏断开的双金属片3表示为处于其两种状态，其中一个是变形状态，另一个是未变形状态。

本发明的断路器还包括两个接线柱17，其中的第一接线柱直接连接于激励线圈16的一端；其中的第二接线柱通过连接导线18而连接于热敏断开的双金属片3。

当操作元件11重新复位时(复位到其作用位置)，该操作元件11将联锁机构置于使得可移动的电接头1与固定电接头2相互闭合的状态。由操作元件11导致的联锁机构的作用是通过传动杆19而实现的，该传动杆19将所述操作元件11连接于联锁机构。

传动杆19呈U形，其第一分支19a以相对于操作元件11的枢轴轴线偏心的方式插入该操作元件11中；其第二分支19b插入到下侧板4的孔4a中。

例如，在欧洲专利EP-0570647中描述了这种联锁机构的实施例形式和功能。

第二分支19b能够在孔4a中移动，尤其是当操作元件11绕轴转动时更是如此。孔4a还包括一个倾斜部4b，第二分支19b就保持在该倾斜部4b中，而且这种保持是借助于开关组件7另一端形成的爪部7b而实现的。

每当电接头1，2处于闭合状态(图2)，双金属片3的变形便沿着三角形箭头的方向推动驱动件9，并且使得开关组件7绕轴转动。开关组件7的绕轴转动(图3)使爪部7b移动，并且释放第二分支19b。倾斜部4b，尤其结合着例如额外安装在下侧板4和壳体12之间的复位弹簧的作用，使得第二分支19b在孔4b中脱开，并且金属框架沿三角形箭头方向摆动，从而使得电接头1，2相互断开。

连接线18例如由导电缆线构成。

联锁机构，以及因此本发明的断路器，所具有的显著优点在于，热敏断开的双金属片3只需连接于一根电缆线，从而将其连接于一个(未示出的)接线柱。另一段电缆线由金属框架充当，该金属框架由构成了接头承载件的上下侧板4，5所构成。

在本发明的实施例中，由于潮湿、磨损或者某些元件的膨胀/收缩所造成的尺寸或形状上的变化就被化解了，因而双金属片3的断开时限保持不变。

Claims (6)

1.一种联锁机构，作用于至少一可移动的电接头(1)，所述可移动的电接头(1)相对于一固定的电接头(2)在两个稳定的位置之间移动，所述两个稳定位置分别对应于电路的断开和闭合，所述的联锁机构包括一热敏断开的双金属片(3)，其特征在于，所述热敏断开的双金属片(3)固定在一框架上，所述的可移动的电接头(1)安装在所述框架上；

其中，所述联锁机构包括枢转地安装在所述框架上并且能够作用于所述可移动的电接头(1)的一开关组件(7)，所述开关组件(7)包括一驱动件(9)，所述驱动件(9)与所述双金属片(3)的自由端配合作用，并且能够在所述热敏断开的双金属片(3)的作用下使所述的开关组件(7)产生摆动。

2.如权利要求1所述的联锁机构，其特征在于，所述开关组件(7)和所述驱动件(9)由塑料制成一个构件。

3.如权利要求1至2中任一项所述的联锁机构，其特征在于，所述框架是金属的或者塑料的。

4.如权利要求1至3中任一项所述的联锁机构，其特征在于，所述联锁机构具有行程补偿结构，所述行程补偿结构包括使所述可移动的电接头(1)绕所述框架枢转的一安装件，所述安装件与一弹性复位件相对，并且当所述可移动的电接头(1)与所述固定电接头(2)电连接时，所述弹性复位件使所述可移动的电接头(1)相对于所述框架移动。

5.一种用于保护电线路或者保护人员的电设备，其特征在于，所述电设备包括如权利要求1至4中任一项所述的联锁机构。

6.一种电断路器，包括：

一外壳(12)，由塑料制成、具有两个半壳结构；

一些装配元件，用于两个半壳；

一些固定元件(13)，用在导轨型支承件上；

至少两个电接线柱；

一操作元件(11)，可在两个稳定位置之间运动；

一磁性组件(14)，包括能够使可移动的电接头(1)从固定电接头(2)上分离的一推杆(15)；以及

如权利要求1至4中任一项所述的一联锁机构。

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