CN105513909A - 电路断路器横臂组件 - Google Patents

Abstract

一种电路断路器横臂组件包括长形横臂，其具有纵轴线、第一端和第二端，并且具有设置在第一端和第二端之间的至少一个支承部分。横臂能够相对于纵轴线在第一旋转位置与第二旋转位置之间旋转。横臂能够联接于电路断路器的多个可移动触点。支承部分包括在其间限定凹口的第一止挡壁和第二止挡壁。支承结构设置在凹口中，并且包括枢转地联接于横臂的支承端。支承结构具有布置成在横臂朝第一旋转位置旋转时接合第一止挡壁的第一壁，以及布置成在横臂朝第二旋转位置旋转时接合第二止挡壁的第二壁。

Description

电路断路器横臂组件

相关申请的交叉引用

本非临时申请基于35U.S.C.§119(e)要求2014年10月8日提交的标题为"CIRCUITBREAKERCROSSBARASSEMBLY"的美国临时专利申请第62/061533号的优先权，该申请通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本文中公开的主题涉及电路断路器，并且更具体地涉及电路断路器横臂组件。

背景技术

多相工业配电系统通过对应的单相或多相电路断路器来保护而免受来自过流电路状态的损坏，其中配电电路的各个相引导穿过电路断路器组件内的单独的极。过流情形例如可由此类装备中或附近的短路或接地故障引起。电路断路器可人工地从"开启"状态切换至"闭合"状态，并且反之亦然。此外，电路断路器典型地包括机构，其构造成响应于非合乎需要的操作情形(如例如，短路)来将电路断路器自动地切换至"闭合"(例如，"跳闸")状态。

电路断路器典型地包括容纳在壳体内的至少一对可分离的主触点，该壳体典型地包括底座和对应的盖。可分离的触点可经由设置在电路断路器壳体外侧上并且与设置在电路断路器壳体内的操作机构操作性连通的操作手柄人工地操作，或者响应于过流状态自动地操作。在操作的自动模式中，触点可通过操作机构打开，通过跳闸单元或通过在相对高水平的过流期间在静止触点与可移动触点之间生成的磁排斥力来控制。由于由过流状态引起的损坏的可能性，故合乎需要的是，使电路断路器尽可能快速地跳闸来中断穿过电路断路器的电流。

典型地，至少一对可分离的主触点包括可移动触点和静止触点，其中可移动触点通过操作机构在与静止触点接触的开启状态与同静止触点分离的闭合位置之间选择性地移动，并且反之亦然。电路断路器操作机构通常包括横臂单元，其操作性地联接于可移动触点，并且布置成使可移动触点在开启状态与闭合状态之间旋转或以其它方式移动。与横臂操作相关联的若干构件需要保持横臂的适当定位，并且确保横臂的旋转限于预定旋转行进距离。相关联的构件非合乎需要地给予横臂上的高度摩擦，使得电路断路器的跳闸比经历更低摩擦的横臂持续时间更长。因此，必要的构件的数量和相关联的摩擦力是非合乎需要地高的。通常，需要油脂或其它润滑剂施加于横臂和支承件，提高了成本。因此，将合乎需要的是，提供具有可提供更快速跳闸响应的较少操作机构部分的电路断路器。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种电路断路器横臂组件包括长形横臂，其包括纵轴线，限定第一端和第二端和设置在第一端和第二端之间的至少一个支承件部分，第一端和第二端均能够相对于纵轴线在第一旋转位置与第二旋转位置之间旋转，横臂能够可操作地联接于电路断路器的多个可移动触点。横臂还包括在其间限定凹口的第一止挡壁和第二止挡壁。支承结构操作性地设置在凹口中，支承结构具有枢转地联接于横臂的支承端、布置成在横臂旋转至第一旋转位置时可操作地接合第一止挡壁的第一支承壁，以及布置成在横臂旋转至第二旋转位置时可操作地接合第二止挡壁的第二支承壁。

根据本发明的另一方面，一种电路断路器包括构造成将电流传导穿过电路断路器的多个可移动触点。还包括构造成促动多个可移动触点的移动的机构、位于电路断路器的第一侧上的第一支架，以及位于电路断路器的第二侧上的第二支架。还包括长形横臂，其包括纵轴线，限定操作性地联接于第一支架的第一端、操作性地联接于第二支架的第二端，以及设置在第一端和第二端之间的至少一个支承部分，第一端和第二端均能够在第一旋转位置与第二旋转位置之间旋转，并且操作性地联接于机构和多个可移动触点以使多个可移动触点旋转。横臂还包括在其间限定凹口的第一止挡壁和第二止挡壁。还包括设置在凹口中的支承结构，支承结构具有可旋转地联接于横臂的支承端、布置成在横臂旋转至第一旋转位置时可操作地接合第一止挡壁的第一支承壁，以及布置成在横臂旋转至第二旋转位置时可操作地接合第二止挡壁的第二支承壁。

技术方案1.一种电路断路器横臂组件，包括：

长形横臂，其包括纵轴线、第一端和第二端，具有设置在所述第一端和所述第二端之间的支承部分，所述横臂能够联接于所述电路断路器的多个可移动触点；并且能够相对于所述纵轴线在第一旋转位置与第二旋转位置之间旋转，

所述支承部分包括在其间限定凹口的第一止挡壁和第二止挡壁；以及

操作性地设置在所述凹口中的支承结构，所述支承结构包括枢转地联接于所述横臂的支承端，所述支承结构还包括布置成在所述横臂朝所述第一旋转位置旋转时可操作地接合所述第一止挡壁的第一支承壁，以及布置成在所述横臂朝所述第二旋转位置旋转时可操作地接合所述第二止挡壁的第二支承壁。

技术方案2.根据技术方案1所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述支承部分限定内表面；并且

所述支承结构包括枢转地联接于所述内表面的枢转部分。

技术方案3.根据技术方案2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述内表面由所述第一止挡壁和所述第二止挡壁的交点限定。

技术方案4.根据技术方案2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述内表面联接于所述第一止挡壁和所述第二止挡壁并且设置在所述第一止挡壁与所述第二止挡壁之间。

技术方案5.根据技术方案2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述枢转部分包括三角形截面。

技术方案6.根据技术方案2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述支承结构的所述底座部分和所述枢转部分集成形成。

技术方案7.根据技术方案2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述底座部分与所述电路断路器的底座集成形成。

技术方案8.根据技术方案2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述底座部分操作性地联接于所述电路断路器的底座。

技术方案9.根据技术方案2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述横臂的所述支承部分还包括从第一止挡壁外端延伸至第二止挡壁外端的凸形外壁。

技术方案10.根据技术方案8所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述底座部分包括具有与所述至少一个支承部分的所述凸形外壁对应的曲率的凹面。

技术方案11.根据技术方案1所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述至少一个支承部分和所述支承结构设置在所述电路断路器的一对可移动触点之间。

技术方案12.根据技术方案1所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述多个可移动触点包括第一可移动触点、第二可移动触点和第三可移动触点。

技术方案13.根据技术方案12所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述至少一个支承部分包括第一支承部分和第二支承部分，所述第一支承部分设置在所述第一可移动触点与所述第二可移动触点之间，所述第二支承部分设置在所述第二可移动触点与所述第三可移动触点之间。

技术方案14.根据技术方案1所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述横臂的所述第一旋转位置对应于电路断路器"开启"位置，并且所述横臂的所述第二旋转位置对应于电路断路器"闭合"位置。

技术方案15.根据技术方案1所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述横臂的所述第一端和所述第二端均可旋转地联接于相应支架。

技术方案16.一种电路断路器，包括：

构造成将电流传导穿过所述电路断路器的多个可移动触点；

构造成促动所述多个可移动触点的移动的机构；

位于所述电路断路器的第一侧上的第一支架；

位于所述电路断路器的第二侧上的第二支架；

长形横臂，其包括纵轴线，限定操作性地联接于所述第一支架的第一端、操作性地联接于所述第二支架的第二端，以及设置在所述第一端和所述第二端之间的至少一个支承部分，所述第一端和所述第二端均能够在第一旋转位置与第二旋转位置之间旋转，并且操作性地联接于所述机构和所述多个可移动触点，以使所述多个可移动触点选择性地旋转；

所述横臂还包括在其间限定凹口的第一止挡壁和第二止挡壁；以及

设置在所述凹口中的支承结构，所述支承结构具有与所述横臂接合的支承端、布置成在所述横臂旋转至所述第一旋转位置时可操作地接合所述第一止挡壁的第一支承壁，以及布置成在所述横臂旋转至所述第二旋转位置时可操作地接合所述第二止挡壁的第二支承壁。

技术方案17.根据技术方案16所述的电路断路器，其特征在于，所述支承结构包括枢转部分和底座部分，所述枢转部分具有与所述至少一个支承部分的所述内表面接合的所述支承端，所述枢转部分包括三角形截面。

技术方案18.根据技术方案16所述的电路断路器，其特征在于，所述支承部分包括由所述第一止挡壁和所述第二止挡壁的交点限定的内表面。

技术方案19.根据技术方案16所述的电路断路器，其特征在于，所述支承部分包括联接于所述第一止挡壁和所述第二止挡壁并且设置在所述第一止挡壁与所述第二止挡壁之间的内表面。

技术方案20.根据技术方案16所述的电路断路器，其特征在于，所述横臂的所述第一端利用第一销接头可旋转地联接于所述第一支架，并且所述横臂的所述第二端利用第二销接头可旋转地联接于所述第二支架。

这些及其它优点和特征将从连同附图进行的以下描述变得更显而易见。

附图说明

认作是本发明的主题在说明书结尾处的权利要求中具体指出并且明确要求权利。本发明的前述及其它特征和优点从连同附图进行的以下详细描述中显而易见，在该附图中：

图1为电路断路器的透视图；

图2为电路断路器的正视立面图；

图3为电路断路器横臂组件的透视图；

图4为电路断路器横臂组件的节段的透视图；

图5为处于第一旋转位置的电路断路器横臂组件的侧视图；以及

图6为处于第二旋转位置的电路断路器横臂组件的侧视图。

详细描述经由实例参照附图阐释了本发明的实施例连同优点和特征。

具体实施方式

参照图1和2，部分地示出了多极种类的电路断路器10。为了清楚起见省去了电路断路器10的盖和壳体，以更好地示出关于本文中所述的实施例的电路断路器10的各种构件。电路断路器10包括大体上标为数字12的机构12。机构12包括构造成检测危险或其它非合乎需要的操作状态并且开始将电路断路器12切换至跳闸或"闭合"状态的一定数量的构件。此外，利用可由操作者促动的手柄14便于电路断路器10的状态的人工操纵。这给予操作者将电路断路器10变为"开启"状态的能力，例如通过操纵手柄14来操作机构12以闭合电路断路器触点而激励保护的电路；并且类似地，通过操纵手柄14来操作机构12以打开或分离电路断路器触点来将电路断路器选择性地切换至"闭合"状态，例如，以断开保护的电路。此外，手柄14还可由使用者操纵来将电路断路器在故障之后从"跳闸"状态复位。总体上，机构12将手柄14的移动转换成机械力来操作电路断路器10。

所示的电路断路器10绘出了三相构造，然而，本文中公开的实施例不限于该构造，使得可使用备选的相构造(例如，单相、两相、四相等)。具体而言，示出了三个可移动触点16。可移动触点16为构造用于由操作机构12选择性地移动的导体。例如，可移动触点可通过操作机构在开启状态与闭合状态之间旋转。可移动触点16与包括横臂19的横臂组件18机械连通。在实施例中，可移动触点16至少部分地设置在横臂组件内。横臂19限定纵轴线，并且从第一端20延伸至第二端22。横臂19的第一端20操作性地联接于第一支架24。在实施例中，第一支架24设置在电路断路器10的第一侧26上。类似地，横臂19的第二端22操作性地联接于第二支架28。在实施例中，第二支架24设置在电路断路器10的第二侧30上。将理解的是，任何数量的支架都可在允许支承横臂19如本文所述地起作用的任何数量的位置联接于支承横臂19。横臂19的第一端20和第二端22可旋转地联接于相应的支架24,28。联接可利用任何适合的联接件产生，该任何适合的联接件允许了横臂19相对于纵轴线旋转，如，利用销接头连接。

在操作中，横臂19在从机构12促动时围绕纵轴线CA旋转，以将可移动触点16驱动到使电路断路器处于"开启"状态、"闭合"状态或"跳闸"状态的位置。具体而言，在操作者将电路断路器10朝开启状态人工地转动的情况下，机构12与横臂19相互作用，横臂19将可移动触点16相对于电路断路器10的对应静止触点(未示出)朝闭合位置旋转和驱动。在操作者将电路断路器手柄14朝闭合状态人工地转动的情况下，或者如果机构自动地开始跳闸顺序，机构12与横臂19相互作用，横臂19旋转从而使可移动触点16远离电路断路器10的对应静止触点(未示出)朝开启位置移动。

现在参照图3，更详细示出了横臂组件18。横臂19包括操作性地联接于可移动触点16的多个节段。在具有三个可移动触点的所示示例性实施例中，包括对应于一定数量的可移动触点16的第一节段32、第二节段34和第三节段36。在此类实施例中，第一节段32与第一可移动触点38相关联，第二节段34与第二可移动触点40相关联，并且第三节段36与第三可移动触点42相关联(图1和2)。此外，横臂19包括至少一个支承部分。例如，在实施例中，横臂19的至少一个支承部分可设置在各对节段之间。在所示示例性实施例中，第一支承部分44设置在横臂19的第一节段32与第二节段34之间，并且因此在第一可移动触点38与第二可移动触点40之间。类似地，第二支承部分46设置在横臂19的第二节段34与第三节段36之间，并且因此在第二可移动触点40与第三可移动触点42之间。如上文提到的，一定数量的节段和可移动触点可取决于特定电路断路器变化，并且结果，将认识到一定数量的支承部分和它们的相应位置可同样变化。

现在参照图4，示出了横臂19的联接节段以及横臂19的相邻节段中的一个。为了本文中论述和清楚的目的，将详细描述横臂19的仅单个支承部分和单个相邻节段，并且附图标记44将用于提到支承部分，并且附图标记32将用于提到相邻节段。

在所示实施例中，第一支承部分44为形状上大致为圆形的本体45的节段。然而，将认识到的是，可使用备选几何形状来构造第一支承部分44。不管使用的几何形状，切口部分如凹口48由本体45限定。例如，在实施例中，本体45包括在其间限定凹口48的第一止挡壁50和第二止挡壁52。在实施例中，第一止挡壁50和第二止挡壁52在由第一止挡壁50和第二止挡壁52的交点限定的内表面54处相交。例如，内表面54可从外表面沿径向设置。第一止挡壁50从沿径向设置的内表面54延伸至第一止挡壁外端58，并且第二止挡壁52从径向内表面54延伸至第二止挡壁外端60。在其它实施例中，内表面54为联接于第一止挡壁50和第二止挡壁52并且设置在第一止挡壁50与第二止挡壁52之间的凹面。在一些实施例中，第一支承部分44还包括从第一止挡壁外端58延伸至第二止挡壁外端60的凸形外壁62。现在参照图5和6，示出了用于横臂19的支承结构70。支承结构70从电路断路器底座(未示出)上的任何适合的位置延伸，并且延伸到第一支承部分44的凹口48中，并且与横臂19的第一支承部分44机械连通。支承结构70包括枢转部分72和底座部分74。底座部分74从电路断路器底座(未示出)延伸，并且枢转部分72从底座部分74延伸。支承结构70可为单个集成形成的结构，使得枢转部分72和底座部分74集成形成。作为备选，枢转部分72和底座部分74可分开形成，并且操作性地联接于彼此。不管支承结构70是否是集成形成或操作性地联接的结构，支承结构70都可与电路断路器底座(未示出)集成形成或操作性地联接于其。在集成形成的组件的情况下，支承结构70可模制到电路断路器底座中。作为备选，支承结构70可联接于现有的电路断路器底座(未示出)，使得便于改造现有的电路断路器。

支承结构70的枢转部分72可形成为限定各种几何形状。在示出的实施例中，枢转部分72具有三角截面，使得第一壁76和第二壁78延伸至交点，本文中称为支承端80。尽管本文中示出和描述了三角几何形状，但将理解的是，备选几何形状可用于形成枢转部分72。在其它实施例中，枢转部分72可具有大体上矩形的截面，具有布置成大体上平行的第一壁76和第二壁78，其中支承端80设置在其间。在此类实施例中，支承端可包括沿径向定向的表面，其枢转地联接于内表面54，并且布置成操作性地便于横臂19相对于横臂19的纵轴线的旋转。作为优选，第一壁与第二壁之间并且联接于内表面54的支承端80的长度布置成使支承端80与支承部分44之间的摩擦最小化，同时仍提供横臂19的足够支承。如将从本文中的描述认识到的，枢转部分72提供与横臂组件18的操作相关联的多个益处。具体而言，提供了横臂19的结构支承件，并且横臂19在其上旋转的支承件的表面面积相比现有技术减小，并且因此导致了横臂19与其支承件之间的减小的摩擦。

在实施例中，枢转部分72的支承端80枢转地联接于第一支承部分44的沿径向设置的内表面54，以沿第一方向82向横臂19提供支承反作用力。支承端80为横臂19在其上旋转的枢转端。横臂19通过上文所述和图1和2中所示的第一支架24和第二支架28进一步固持。与支承端80相互作用，第一支架24和第二支架28确保了旋转期间横臂19的受限径向和轴向移动。此外，基于支承端80与径向内表面54之间的较小接触表面面积，存在较低摩擦力，从而有利地导致了电路断路器操作成在开启状态与闭合状态之间的切换比依靠备选的约束手段的横臂组件显著更快。

枢转部分72的第一壁76和第二壁78基于壁与第一支承部分44的相应的第一止挡壁50和第二止挡壁52的相互作用来提供横臂19的旋转限制位置。具体而言，第一壁76定位成在横臂19旋转至第一旋转位置(图5)时接合第一止挡壁50。类似地，第二壁78定位成在横臂19旋转至第二旋转位置(图6)时接合第二止挡壁52。第一旋转位置对应于电路断路器"开启"位置，并且第二旋转位置对应于电路断路器"闭合"或"跳闸"位置。第一壁76和第二壁78从而使横臂19停止在对应于可移动触点的开启位置和闭合位置的预定位置处。

在实施例中，除支承枢转部分72之外，支承结构70的底座部分74提供第一支承部分44的引导和/或支承表面。例如，在实施例中，底座部分72包括凹面84，其具有对应于第一支承部分44的凸形外壁62的曲率的曲率。在图5中所示的实施例中，小空隙可设在凸形外壁62与底座部分74的凹面84之间，但在第一旋转位置与第二旋转位置之间过渡期间，此类对应几何形状便于横臂19的平滑旋转。

有利的是，本文中所述的实施例在横臂19旋转期间提供了横臂19上的极低的摩擦力，从而导致了电路断路器10在状态之间的快速且有效的过渡。快速过渡在跳闸事件期间特别有益。此外，需要较少数量的构件来约束横臂19的位置，并且提供较低摩擦枢转，从而减小了机构与接触系统之间的公差叠加。此外，操作转子所需的时间有利地减少，导致了更好的短路故障响应改进产品性能。同样，由于减小的摩擦疲劳而提高了电路断路器的可靠性。

虽然已经结合仅有限数量的实施例来详细描述本发明，但应当容易理解，本发明不限于此类公开的实施例。相反，可修改本发明，以并入迄今未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变型、更改、替换或等同布置。另外，虽然已经描述了本发明的多种实施例，但将理解，本发明的方面可包括所描述的实施例中的仅一些。因此，本发明不视为由前述描述限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (10)

1.一种电路断路器横臂组件，包括：

长形横臂，其包括纵轴线、第一端和第二端，具有设置在所述第一端和所述第二端之间的支承部分，所述横臂能够联接于所述电路断路器的多个可移动触点；并且能够相对于所述纵轴线在第一旋转位置与第二旋转位置之间旋转，

所述支承部分包括在其间限定凹口的第一止挡壁和第二止挡壁；以及

操作性地设置在所述凹口中的支承结构，所述支承结构包括枢转地联接于所述横臂的支承端，所述支承结构还包括布置成在所述横臂朝所述第一旋转位置旋转时可操作地接合所述第一止挡壁的第一支承壁，以及布置成在所述横臂朝所述第二旋转位置旋转时可操作地接合所述第二止挡壁的第二支承壁。

2.根据权利要求1所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述支承部分限定内表面；并且

所述支承结构包括枢转地联接于所述内表面的枢转部分。

3.根据权利要求2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述内表面由所述第一止挡壁和所述第二止挡壁的交点限定。

4.根据权利要求2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述内表面联接于所述第一止挡壁和所述第二止挡壁并且设置在所述第一止挡壁与所述第二止挡壁之间。

5.根据权利要求2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述枢转部分包括三角形截面。

6.根据权利要求2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述支承结构的所述底座部分和所述枢转部分集成形成。

7.根据权利要求2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述底座部分与所述电路断路器的底座集成形成。

8.根据权利要求2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述底座部分操作性地联接于所述电路断路器的底座。

9.根据权利要求2所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述横臂的所述支承部分还包括从第一止挡壁外端延伸至第二止挡壁外端的凸形外壁。

10.根据权利要求8所述的电路断路器横臂组件，其特征在于，所述底座部分包括具有与所述至少一个支承部分的所述凸形外壁对应的曲率的凹面。