附图说明
[0009]在以下描述中结合附图来说明当前公开的实施例的上述方面和其它特征,附图包括:
[00010]图1A-1F示出根据示范实施例的断路器的示范触指的各种透视图和侧视图;
[00011]图2A和图2B示出根据示范实施例的示范断路器触指组件;
[00012]图2C和图2D示出根据图2A和图2B的示范实施例的方面的示范断路器罩(circuit breaker cage)组件;
[00013]图2E和图2F示出根据图2A和图2B的示范实施例的方面的断路器罩组件的示范部件;
[00014]图3A和图3B示出另一个示范断路器触指组件;
[00015]图3C和图3D示出根据图3A和图3B所示示范实施例的方面的示范断路器罩组件;
[00016]图4A-4D示出根据一个示范实施例、用于组装断路器触指组件的示范方法;以及
[00017]图5A和图5B示出包括示范实施例的方面的断路器的部分组件。
具体实施方式
[00018]图1A-1F示出适合于实施本文所公开实施例的断路器的示范触指组件100。适当的断路器的示例包括但不限制于气动断路器。虽然将参照附图来描述当前公开的实施例,但是应当理解,它们也可通过许多备选形式来实施。还应当理解,另外,可使用元件或材料的任何适当尺寸、形状或类型。
[00019]示范实施例提供例如正常操作期间的断路器增加的使用寿命,同时避免短路期间移动工作件的跌落。
[00020]在一个方面,示范实施例提供移动灭弧件与触指主体之间改进的联接。在另一个方面,示范实施例提供刚性且健壮的触点移动布置,它可耐受和解决例如由流入断路器的电流所产生的电动推斥力。
[00021]现在参照图1A-1F,将描述结合所公开实施例的方面的断路器的示范触指组件100。触指组件100包括主体102、柔性传导构件103、主触点120和灭弧件(arc runner)110。在备选实施例中,触指可包括相互具有任何适当关系的任何适当的部件。在图中可看到,主体102包括安装孔130,用于将触指组件100安装在罩组件中,下面更详细地进行描述。在这个示例中,柔性传导构件103可通过任何适当方式与主体102的第一端联接。在这里,仅为了便于示范,柔性传导构件103装配到主体的凹口或凹陷区域内,并且例如通过螺孔104以可拆卸方式固定到主体上。在备选实施例中,柔性传导构件103可通过任何适当方式固定到主体102,包括但不限于焊接、钎焊或任何其它适当机械和/或化学紧固件。在又一些备选实施例中,柔性传导构件103和主体102可以是互相成一体(例如具有单一或单件构造)。柔性传导构件103还可提供端子连接位置103T,用于将触指100与电路的一电极连接。在一个实施例中,柔性传导构件103可以是有弹性的,以便当触指201-204与负载端子240联接(参见图2A-2D)时允许接触组件200绕例如移动臂销275枢轴转动。柔性传导构件103还可提供弹簧弹力来帮助短路事件时以预期速度断开电路触点。
[00022]灭弧件110适当地与主体102的第二端联接。灭弧件110可具有用于使灭弧件110与负载端子590的对应电触点590(参见图5)之间的电弧为最小的任何适当形状和配置。例如,灭弧件具有圆形或拱形接触面110C,其中具有例如从主体轴向延伸的部分110E。灭弧件的形状可以是复合形状,它配置成将任何电弧从触点引向例如位于触指组件附近的屏蔽或板(未示出),使得电弧所引起的任何破坏被导向屏蔽或板。灭弧件110可具有将灭弧件与主体102联接的底座110D。在这个示例中,底座示为具有L形,但在备选实施例中,底座可具有任何适当的形状。底座110D可从接触面110C延伸,并且包括至少第一和第二锁定特征110A、110B。虽然本例中仅示出两个锁定特征,但在备选实施例中,灭弧件可具有任何适当数量的锁定特征,例如多于两个锁定特征。在这个示例中,锁定特征110A、110B是从底座110D延伸的突出部,并且相互之间具有大致垂直空间关系,使得锁定特征110A、110B从底座向公共点或者大致上在相同方向延伸。在备选实施例中,锁定特征可在例如大致相反方向彼此相背地延伸。在又一些备选实施例中,锁定特征相互之间可具有任何适当的空间关系。在这个示例中,锁定特征示为具有矩形轮廓,但在备选实施例中,锁定特征可具有任何适当形状,包括但不限于楔形、圆形或拱形、三角形或者任何其它适当形状或者形状的组合。分别在对应凹槽102A、102B中容纳锁定特征110A、110B,使得锁定特征110A、110B与凹槽102A、102B之间的连接大致上防止灭弧件110相对主体102移动或者使移动为最小。使灭弧件110相对主体的移动为最小可通过减小灭弧件110与其对应触点590之间的电弧和/或引导电弧离开其中,来降低对灭弧件的磨损。在一个示例中,在断路器的机械耐受性期间,安装螺孔101可具有松动和逆转的倾向。在其它示例中,在耐受性期间,灭弧件110可具有绕螺孔110的轴线旋转的倾向。锁定特征102B、102A和110A、110B配置成为灭弧件提供锁定/防转保护,以便使灭弧件的松动和移动为最小。在图中可看到,灭弧件110可通过螺杆以可拆卸方式固定到主体102,但在备选实施例中,灭弧件110可通过任何适当方式固定到主体102,包括但不限于焊接、钎焊或任何其它适当机械和/或化学紧固件。在又一些备选实施例中,灭弧件110和主体102可以是相互成一体(例如具有单一或单件构造)。
[00023]主触点120还可通过任何适当方式固定到主体102,包括但不限于以上针对柔性传导构件103和灭弧件110所述的任何适当机械和/或化学紧固件。在电流的流动由灭弧件110初始化并且经过灭弧件110之后,主触点120可提供通过断路器的主电流通道。
[00024]现在参照图2A-2F,示出示范接触臂组件200。接触臂组件包括至少一个触指,并且仅为了便于示范而在图中示为具有四个触指或触指组件201-204。触指组件的每个共同对应于电路的独立电极。在其它实施例中,接触臂组件可具有比四个触指更多或更少的触指。触指201-204的每个大致上可与上述触指100相似。在这个示例中,接触臂组件200包括罩组件250和一个或多个触指201-204。在备选实施例中,接触臂组件可具有任何适当的部件。罩组件250包括多个大致平行板230,它们相互间隔开,使得触指201-204可位于相应的板230之间。板之间的间距可提供适当的操作间隙,使得触指201-204可在板230之间自由旋转或枢轴转动。板的每个大致上可以彼此相似,并且具有大致的“L形”配置。在备选实施例中,板可具有任何适当配置,包括但不限于矩形、T形和拱形配置。板的每个可包括用于接纳支承销的开口或孔,下面进行描述。在一个示例中,平行板230和托架220(如下所述)可具有非磁性材料。在备选实施例中,板和/或罩托架的任一个或多个可由磁性材料和/或铁磁材料来构成,或者可通过将CRGO((冷轧晶粒取向钢层压片)堆叠在一起来形成,因而帮助在所有触指中产生均匀电流的邻近效应。板可提供组装式组件,其中可根据将要包含在接触臂组件中的触指的数量将板添加到组件或者从其中移去。
[00025]板230可通过销265固定到罩托架220。罩托架220可具有提供对板的支承以及提供板之间的间距的任何适当配置。罩托架220还可配置成至少部分围住板230之间用于罩住板之间的触指的间隔。在一个示范实施例中,罩托架包括大致平坦表面220F,它具有从其延伸的伸出板220G、220H。伸出板220G、220H大致上可与板230相似,但是,伸出板可具有带平坦表面220F的单一或单件构造。在备选实施例中,伸出板220G、220H可通过任何适当方式固定到平坦表面220F。在一个实施例中,罩托架平坦表面220F可具有缝220A-220C,它们与从板230延伸的对应突出部或伸出部分230E接合,以便为板提供结构刚性。缝220A-220C与凸耳230E之间的接合可使板保持在其大致平行状态。罩托架220和平行板230具有对应的孔,以接纳销265和260,因而使平行板230能够固定到罩托架220。托架220的大致平坦表面220F可紧靠板230,使得板230没有相对托架220旋转。从图中可看到,托架220可为罩组件200及其部件提供结构支承。例如,罩托架配置为用于使臂组件的刚性为最大的刚性支承构件,并且(连同中心板230C以及板和销所形成的活动臂)向接触臂组件提供用于耐受短路ICW看到的大电动推斥力的刚性、耐受性(高耐受电流或瞬时耐受电流和机械耐受性)。支承托架280还可配置成与触指201-204接合,使得触指201-204相互一致地(例如作为一个单元)移动,使得与断路器的各电极对应的触点大致上同时断开或闭合。
[00026]一个或多个弹簧210也通过销260连接到板230。可通过将弹簧插入板230之间的间隔并且通过弹簧滑动销260,将弹簧安装在罩组件中。在备选实施例中,弹簧可通过任何适当方式安装在罩组件中。在这个示例中,弹簧是扭簧,但在备选实施例中,可使用任何适当的弹簧,包括但不限于片簧和压缩弹簧。在图2A中可最清楚地看到,触指201-204的每个有一个弹簧。在备选实施例中,所有触指可有一个弹簧,或者一个弹簧可与任何适当数量的触指接合。在这个示例中,弹簧的第一端与触指201-204相应的一个接合,以及弹簧的第二端通过例如销265和/或罩托架220固定在罩组件250中。弹簧210可配置成并且具有足够弹力使得在常规操作条件下以及在短路的情况下触点腐蚀之后使断路器的触点保持在一起。电极联接器还可通过销260与罩组件联接,用于当例如断路器的开关动作时实现罩组件绕活动臂销275旋转,以便断开或闭合断路器。电极联接器可将(例如开关或开关组件/机构)的副轴的旋转运动和力传递给接触臂组件200。电极联接器还可提供开关与接触臂组件200之间的电绝缘。
[00027]如上所述,触指201-204插入罩组件250的板201-204之间,并且通过销270以枢轴方式保持到位。要注意,销270还可用于充当罩组件200的枢轴。销265可用作触指201-204的止动块,以便防止触指201-204的不期望的旋转。支承托架280安装到罩组件250,并且配置成为罩组件250和触指组件100提供支承。罩组件250和触指组件100通过支承托架的联接还可改进接触臂组件的刚性。支承托架280还可实现将负载端子240安装到触指组件的相应的一个或多个和/或接触臂组件200(例如在触指组件的位置103T)。支承托架还可提供接触臂组件200与断路器的外壳之间的联接。
[00028]现在参照图3A-3D,示出另一个示范接触臂组件300。在这个示例中,接触臂组件300大致上可与接触臂组件200相似,除非另加说明。因此,相似特征用相似参考标号来表示。在这个示例中,仅为了便于示范,接触臂组件300包括六个触指301-306,而在其它实施例中,接触臂组件可具有比六个触指更多或更少的触指。触指301-306大致上可与上述触指100相似。在图3C和图3D中可最清楚地看到,销360和365延伸超过罩托架220,使得触指301-306及其相应弹簧210从罩托架220悬挂。在图中还可看到,弹簧210的一端邻接销265以便允许弹簧的扭转动作,使得力施加到触指301-306相应的一个上。销360、365的端部可包括用于与例如止动垫圈375相互作用的凹槽370。侧板330A、330B可置于销360、365之上,并且邻接止动垫圈375,使得提供有效间隙,以便允许触指301、306相应的一个的自由旋转。要注意,侧板330A、330B示为具有与板230不同的形状,但在备选实施例中,侧板可具有任何适当形状,包括但不限于板230的形状。侧板330A、330B包括磁性材料层压片,它从侧面覆盖柔性传导构件103。这种磁性材料向单极导体的集合中的电流所产生的磁场提供容易磁路,并且减小各触指中的电流以及由于相邻电极的接近效应。由于接近性的减小,电流分布在相同极的触指中更均匀。支承托架380大致上可与托架280相似,但是,支承托架380可延伸,以便接纳更大数量的触指,在本例中为六。但是,在备选实施例中,支承托架的长度可根据如上述组装式板罩组件所确定的触指和/或板的数量来增加或减少。
[00029]现在参照图4A-4D,描述用于组装本文所述接触组件的示范组装顺序。如图4A所示,通过例如使板230、弹簧210、电极联接器215和罩托架220滑过销260、265,来组装罩组件250。适当的夹具或其它保持装置可设置在销260、265的端部,以便使板230、弹簧210、电极联接器215和罩托架220保持在一起。在图4A中可看到,触指组件100可插入板230之间所形成的间隔410A-410C的每个。包括但不限于垫圈400的适当支撑装置可设置在各触指组件100的任一侧,以便将触指组件100与相邻板230间隔开。要注意,垫圈可以是由任何适当材料构成的任何适当垫圈,包括但不限于磁性、铁磁和绝缘材料。如图4B所示,当各触指组件插入罩组件时,销270可依次通过插入触指组件100的孔130滑动。在插入所有触指组件100时,最后一块板230L装配在销260、265、270上,以及销270可通过例如开口销270C等任何适当保持装置保持在板230的任一侧。在备选实施例中,保持装置可以是任何适当装置,包括但不限于C形夹、焊接或者任何其它适当机械和/或化学紧固件。要注意,销270可使触指组件100的触点(例如主触点120或灭弧件110)大致上同时接触相应负载端子。在图4C中可看到,支承托架280设置在罩托架220之上和周围,并且通过销275保持到位。负载端子240可通过例如螺丝450与触指100上的位置103T以及与支承托架280联接,在图4D中可看到。在备选实施例中,负载端子子可通过任何适当方式与触指100和/或支承托架280联接。在图4D中可看到,当力通过电极联接器215施加到接触臂组件时,支承托架280的枢轴联接允许接触臂组件200绕销275旋转。要注意,接触臂组件300的组装可通过大致上与如上所述相似的方式来执行。
[00030]接触部件200、300的板配置可提供组装式接触臂组件,它允许断路器、如气动断路器中任何适当数量的触指组件。根据断路器将适用于的电极的预期数量向该组件添加或者从部件移去板。组装式接触臂组件还提供耐受短路事件期间施加到接触臂组件上的例如大电动推斥力的最大化刚性。
[00031]现在参照图5A和图5B,触指组件的一个或多个可修改成提供对断路器的电耐受性能的附加改进。例如,在一个示范实施例中,触指组件的灭弧件的一个或多个与接触臂组件的其它灭弧件相比可延伸。在这个示例中,四个中间触指组件510C的灭弧件525具有比两侧触指组件510E的灭弧件的长度L1更大的长度L2。触指组件的一个或多个还可超前,或者以如下方式设置:它们在其它触指组件之前或者比其它触指组件更靠前。例如,在这个实施例中,在图5A和图5B中可看到,四个中间触指组件510C可相对两侧触指组件510E超前,使得例如中间触指在断路器断开或闭合时首先进行电接触以及最后一个断开。在备选实施例中,中间两个触指组件(或者任何其它适当数量的触指组件)可相对其它触指组件超前。在又一些备选实施例中,侧边触指可相对中间触指超前。超前的触指组件的触点可使断开和/或闭合断路器时所形成的电弧居中,以便改进断路器的电耐受性或者使其为最大。
[00032]要注意,示范实施例可单独使用或者以它们的任何适当组合来使用。还要注意,本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开本发明的方面,并且还使本领域的技术人员能够实施本发明的方面,包括制作和使用任何装置或系统,以及执行任何结合方法。本发明的方面的专利范围通过权利要求书来定义,并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。这类其它示例意在落入权利要求书的范围之内。