CN105593960B

CN105593960B - 带插入式断路器的断路器模块

Info

Publication number: CN105593960B
Application number: CN201480053403.0A
Authority: CN
Inventors: 帕特里克·惠灵顿·米尔斯; 詹姆斯·迈克尔·麦考密克
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2018-09-07
Anticipated expiration: 2034-09-17
Also published as: EP3050068B1; EP3050068A4; US9373472B2; CN105593960A; US20150083560A1; EP3050068A1; WO2015047820A1

Abstract

一种断路器模块(10)，包括具有多个通道(16)的面板(14)和多个断路器(20)，每个断路器(20)都包括操作机构(22)、导体组件(24)，以及壳体组件(30)。每个断路器壳体组件(30)包括第一本体(32)、第二本体(34)，和多个销钉(36)。第一本体(32)形成腔室(37)。第二本体(34)形成腔室(38)。第一本体(32)和第二本体(34)具有互补形状。第一本体(32)或第二本体(34)中的至少其中一个包括多个销钉腔室(37)。销钉(36)和销钉腔室(50)采用对齐方式设置。第一本体(32)和第二本体(34)彼此联接在一起形成封闭空间(18)，该封闭空间(18)在结构上设置为可容纳操作机构(22)和导体组件(24)。

Description

带插入式断路器的断路器模块

技术领域

本公开概念一般涉及断路器模块，而且，特别涉及包括多个断路器的断路器模块。

背景技术

断路器用来保护电路防止因为出现过电流情况而损坏，诸如电源(例如，线路端子)和负载之间出现的过载情况或较高电平短路或故障情况。例如，断路器用于飞机电气系统中，在这种系统中，断路器不仅提供过电流保护，而且可用作设备接通和断开的转换开关。例如，飞机断路器或超小型断路器通常都比较小，实现飞机断路器模块的较高密度设置，用户得以接近无数电路的断路器。例如，飞机电气系统可由数百个电路断路器组成，每个断路器通过推拉手柄都具有电路保护功能以及电路断开功能。

每个断路器都包括一个非导电的壳体组件(housing assembly)，其形成封闭空间。断路器的机械和电气元件，例如，操作机构和导体组件，都基本上位于该封闭空间内。人们已知，断路器壳体组件包括两个本体。这两个壳体组件本体通过金属衬套表面被联接在一起。这种衬套的使用增加了材料和制作成本。

众所周知，为数众多的常规飞机或航空断路器都置于模块内。这种模块包括形成封闭空间的框架组件，在这种空间内设置有断路器。模块进一步包括通常的平面面板。面板采用柔性和半柔性材料制成，缺点是会出现变形。更确切地说，面板会弯曲成弓形。面积较大的面板尤为如此。

为此，断路器壳体组件需要改进的组件元件。此外，断路器模块面板还需要增强刚性。

发明内容

这些以及其它需求都可通过本发明所公开的至少一个实施例和所要求保护的方案来实现，本发明提出了一种包括具有多个通道的面板和多个断路器的断路器模块，每个断路器都包括一个操作机构、导体组件，和壳体组件。每个断路器壳体组件包括第一本体、第二本体和多个销钉。第一本体形成一个腔室。第二本体形成一个腔室。第一本体和第二本体具有互补形状。第一本体或第二本体中的至少其中一个包括多个销钉腔室。销钉和销钉腔室都采用对齐方式设置。第一本体和第二本体彼此联接在一起形成封闭空间，该封闭空间的结构设置成可容纳操作机构和导体组件。

附图说明

结合附图阅读优选实施例的如下描述，可以更全面地了解本发明，附图如下：

图1为断路器模块的局部等距视图；

图2为断路器壳体的分解等距视图；

图3为断路器模块的局部剖面侧视图；

图4为断路器壳体另一种实施例的分解等距视图。

具体实施方式

应该清楚的是，本文附图所示和如下技术说明中所述的具体元件(elements)都仅仅是所公开的概念的简单示例性实施例，这些都仅是为了说明而给出的非限定性示例。因此，与本文所公开的实施例相关的具体尺寸、方向和其它物理特征都不应视为对所公开的概念的范围的限定。

本文所使用的方向性短语，例如，顺时针、逆时针、左、右、顶部、底部、向上地，向下地，及其衍生词汇都与附图所示的各元件的方向相关，并非对权利要求的限定，除非本文另有明确说明。

本文中所使用的单数形式的不定冠词“a”，“an”以及定冠词“the”也包括复数形式，除非另有明确表示。

在本文中，两个或多个零件(parts)或部件(components)“相联接”的描述都应当意味着：无论是直接或间接(即，通过一个或多个中间零件或部件)，只要出现联接，就意味着这些零件结合到一起或一起工作。在本文中，“直接联接”(directly coupled)系指两个元件直接相互接触。在本文中，“固定地联接”(fixedly coupled)或“固定”(fixed)系指两个部件相连从而作为一个部件移动，但同时又保持相对于彼此的恒定方向。为此，当两个元件相连时，这两个元件的所有组成部分都被联接在一起。然而，对于第一元件的特定部分被联接到第二元件上的描述，例如，轴第一端被连到第一轮上，表示第一元件的特定部分的位置比该元件的其它部分更靠近第二元件。

在本文中，两个或多个零件或部件互相“啮合”的描述应该意味着这些元件直接地或通过一个或多个中间元件或部件对另一部件施加力或偏移(bias)。另外，“选择性地啮合”表示元件在一个或多个位置之间移动，且在一个位置该元件与另一个元件“啮合”。

在本文中，单词“整体(unitary)”系指部件形成为单一件或单元。更确切地说，包括分别形成的若干工件(pieces)然后将这些工件联接在一起作为一个单元的部件并不是“整体”部件或本体。

在本文中，术语“多个”应该意味着一或大于一的一个整数(即，复数)。

在本文中，“联接组件(coupling assembly)”包括两个或多个联接件(couplings)或联接部件(coupling components)。联接件或联接组件的部件一般都不是同一元件或其他部件的组成部分。为此，这种“联接组件”的各种部件在如下描述中不会同时被讨论到。

在本文中，“联接件”或“联接部件”是联接组件中的一个或多个部件。更确切地说，联接组件包括在结构上联接在一起的至少两个部件。应该清楚的是，联接组件中的各部件彼此都是兼容的。例如，在联接组件中，如果一个联接部件是一种卡扣槽(snap socket)，那么，另一个联接部件就是卡扣插件(snap plug)，或者，如果一个联接部件是螺栓，那么，另一个联接部件就是螺帽。

在本文中，“对齐方式”涉及用于具有互补和/或类似形状元件的联接部件的结构和/或位置。更确切地说，以“对齐方式”设置的联接部件的位置是这样的，即具有互补和/或类似形状的元件在联接在一起时是对齐的。例如，具有相同尺寸且由联接部件按“对齐方式”联接在一起的两个方形元件是以这样的方式联接在一起的，即，方形元件设置在相同方向且其周边基本对齐。

在本文中，“相关联(associated)”系指各个元件是同一组件的组成部分和/或一起操作，或以某种方式彼此作用/相互动作。例如，汽车具有四个轮胎和四个轮毂盖。当所有元件作为汽车的组成部分而联接在一起时，可以理解为每个轮毂盖都与特定轮胎“相关联”。

在本文中，“相对应(correspond)”表示两个结构部件的尺寸和形状彼此相似并以最小摩擦量联接在一起。为此，与一个构件(member)“相对应”的开口在尺寸上为稍大于该元件，以便该元件能以最小摩擦量穿过该开口。如果两个部件被说成是“紧密地装配”在一起或“紧密地相对应”时，那么这个定义还可以调整。在这种情况下，部件的尺寸之间的差异则变小，而摩擦量却增大了。如果形成开口的元件和/或插入该开口内的部件是用可变形或可压缩材料制成的，则该开口会甚至稍小于插入其内的部件。如果两个部件被说成“基本上相对应”时，则该定义被进一步调整。“基本上相对应”是指开口的尺寸非常接近插入其内的部件的尺寸，更确切地说，不会接近到造成实质摩擦的程度，如紧密装配(snug fit)一样，而是比“相对应地装配”的接触和摩擦更多，即“稍大点的”装配。

在本文中，“结构上设置为[动词]”是指所标识的元件或组件具有一种结构，该结构在形状、尺寸、设置、联接和/或结构上都可执行所标识的动作。例如，一个“结构上设置为移动”的构件是可移动地联接到另一个元件上并包括使该构件移动的元件，或者该构件设置成响应于其它元件或组件而移动。

在本文中，“膨胀物(dilatant)”并不是用来说明材料特性。更确切地说，在本文中，“膨胀物”是指一种结构特性，其中，当向结构施加压力时，结构会变得更加刚性。

在本文中，“支撑分配模式(support distribution pattern)”系指一种模式，其中，支撑一般是被均匀地分配在表面上。

如图1所示，断路器模块10包括框架12、面板(附图示出部分)，和多个断路器20。框架12和面板14形成封闭空间18。在示例性实施例中，断路器20为飞机用断路器或超小型断路器20。如下所述，断路器20包括套圈70，其设置在驱动器操纵按钮(图中未示)的周围。面板14包括多个通道16。在示例性实施例中，面板通道16通常为圆形，如下所述例外。断路器套圈70的外半径通常对应于面板通道16的半径，如下所述例外。在该结构中，断路器20基本上设置于断路器模块的封闭空间18内，套圈70延伸穿过面板通道16。

在一个示例性的实施例中，断路器20包括操作机构22、导体组件24(二者图中均示出)，和壳体组件30。操作机构22包括多个卡锁26，其以所选择的配置形式(例如，在过电流之前的操作配置)固定该操作机构。如图2所示，每个断路器的壳体组件30包括第一本体32、第二本体34、和多个销钉36。第一本体32和第二本体34均为互补形状。更确切地说，此处所述的“互补形状”系指两个本体的周缘呈大体相近的尺寸和形状。第一本体32和第二本体34均形成腔室37，38。每个第一本体32和第二本体34在结构上通过面向彼此的腔室37，38而联接在一起，这样，当第一本体32和第二本体34联接在一起时，腔室37，38就形成断路器的封闭空间40(图1)。断路器的封闭空间40在尺寸大小和形状上可基本上包围操作机构22和导体组件24。

多个销钉36设置使第一本体32和第二本体34对齐。更确切地说，这些多个销钉36是联接部件，其与设置于第一本体32和第二本体34中的一个(或二者)的其上的多个销钉腔室50相配合(如下所述)。多个销钉36和销钉腔室50设置为对齐模式。在示例性实施例中，销钉36为锁定销钉36A。更确切地说，操作机构的卡锁26在结构上与锁定销钉36A啮合。为此，在本文中，“锁定销钉”是用作断路器的操作机构22的锁定表面的一种销钉。为此，当销钉36为锁定销钉36A时，操作机构22便选择性地与锁定销钉36A啮合。

在一个示例性的实施例中，第一本体22和第二本体34为模制本体。进一步，在一个示例性的实施例中，多个销钉36被模制成第一本体32或第二本体34的组成部分(图2所示为模制成第一本体32的组成部分)。更确切地说，销钉36与第一本体或第二本体中的其中一个是一体的。在该实施例中，第一本体32或第二本体34包括多个销钉腔室50，均未带有一体式销钉36。也可以理解，在一个示例性的实施例中，有一个销钉腔室50与每个销钉36都相关联。该销钉腔室50以与另一个第一本体32或第二本体34上的销钉36相对应的方式设置。通过将销钉36的远端插入销钉腔室50并移动彼此毗连的第一本体32和第二本体34，从而将第一本体32和第二本体34联接在一起。在一个示例性的实施例中，第一本体32和第二本体34在联接时是直接联接在周边。此外，模制销钉36并不包括金属衬套也不具有联接于其上的这种衬套。

如图4所示，在另一个示例性的实施例中，第一本体32和第二本体34都包括多个销钉腔室50。可以理解，这些销钉腔室50均为对齐设置。在该实施例中，销钉36与本体32，34是分开的。另外，有一个销钉36与每一对销钉腔室50都相关联。销钉36插入第一本体32或第二本体34上的销钉腔室50内。然后，另一个本体32或34与本体32或34相联接，而所有的所有销钉36都已准备固定到后者的本体32或34上。

在一个示例性的实施例中，第一本体32和第二本体34进一步包括多个对齐部件60。如图所示，对齐部件60包括多个第一对齐部件62和多个第二对齐部件64。在一个示例性的实施例中，第一对齐部件62设置于第一本体32上，第二对齐部件64设置于第二本体34上。第一对齐部件62和第二对齐部件64设置为相对应的形式。在一个示例性的实施例中，第一对齐部件62是凸耳66。如图所示，在示例性实施例中，凸耳66通常为半球形。在该实施例中，第二对齐部件64为空心体68，即，腔室，其形状通常对应于凸耳66的形状。更确切地说，在该实施例中，空心体68也通常为半球形。在一个示例性的实施例中，对齐部件60以对齐方式设置。

在一个示例性实施例中，第一本体32和第二本体34形成具有外表面71的套圈70(图1)。更确切地说，在示例性实施例中，第一本体32包括第一套圈部分72，第二本体34包括第二套圈部分74。在一个示例性实施例中，每个套圈部分72，74一般都呈半球形。当第一本体32和第二本体34联接在一起时，套圈部分72，74形成延伸到断路器的封闭空间40内的通道。在一个示例性实施例中，套圈70的外围部分不是圆形的。更确切地说，每个套圈部分72，74包括外表面76，78。在一个示例性的实施例中，第一套圈部分外表面76和第二套圈部分外表面78中的至少其中一个包括通常的平面部分80。该套圈平面部分80通常平行于套圈70的纵轴延伸。在一个示例性实施例中，两个套圈部分72，74在外表面76，78上都包括通常的平面部分80A，80B。在一个示例性实施例中，套圈平面部分80A，80B通常彼此相对设置。

在该结构中，套圈70起定向设备的作用。更确切地说，多个面板通道16都是形状对应于套圈外表面71的形状的断路器通道19。为此，除了包含的至少一个(在一个示例性的实施例中为两个)平面部分19A(图1示出了一个)外，面板断路器通道19通常都呈圆筒形。面板断路器通道19的平面部分19A的位置的设定是能使断路器20只能在一个或两个位置上确定方向。更确切地说，如图所示，套圈平面部分80A，80B和面板通道平面部分19A一般情况下尺寸相同。在这个结构中，断路器20可以按两个方向安装。然而，在示例性实施例中，面板通道平面部分19A的位置也可以设定为使断路器20通常彼此平行设置。

此外，每个套圈部分72，74包括近端90A，90B和远端92A，92B。每个套圈部分近端90A，90B包括通常径向延伸的凸缘94A，94B。当第一本体32和第二本体34联接在一起时，套圈凸缘94A，94B形成凸肩96。在一个示例性实施例中，凸肩96是用于弹性O形环98的座。此外，每个套圈远端92A，92B包括保持环的槽100A，100B。当第一本体32和第二本体34联接在一起时，套圈保持环的槽100A，100B形成围绕套圈70延伸的保持环槽100。在一个示例性的实施例中，凸肩96和保持环槽100间隔一定距离，即套圈70上的轴向距离，以便紧密地与面板14的厚度相对应。在使用O形环98的实施例中，凸肩96和保持环槽100隔开一定距离，这样，在O形环98安装到凸肩96上时，O形环98和保持环槽100彼此隔开一定距离，即套圈70上的轴向距离，从而紧密地与面板14的厚度相对应。

断路器20与设置于断路器的封闭空间40内的操作机构22和导体组件24装配在一起。然后，通过套圈70延伸通过面板通道16，将每个断路器20置于断路器模块封闭空间18内。如上所述，断路器20的方向由面板通道平面部分19A的位置来控制。此外，在一个示例性的实施例中，断路器壳体组件30进一步包括固定环110。当安装固定环110(图1)时，面板14受到压缩。更确切地说，固定环110和凸肩96，或者在另一个可替代的实施例中，设于凸肩96上的O形环98与面板14相啮合，从而压缩了面板14。

面板14是一种膨胀体15，该膨胀体在垂直于其平面的方向上通常会变形。进一步，面板通道16设置为支撑分配模式。在这种结构中，当断路器20联接到面板14上时，如上所述，即，随着面板被压缩，面板膨胀体15的刚性会越来越增大，且越来越不容易偏斜。在一个示例性的实施例中，面板通道16进一步包括紧固件通道17。在该实施例中，面板通道16和面板紧固件通道17采用配合式的支撑分配模式设置。面板14被压缩的紧固件(诸如，但不限于，螺钉114)联接到框架12上。当螺钉114被拧到面板14上时，面板紧固件通道17周围区域被压缩，从而增加了面板14的刚性。

尽管上面已经详细介绍了本发明的具体实施例，但所属领域技术人员都很清楚，根据本公开内容的总体理念，仍可以对上述细节进行各种改进和调整。为此，所公开的具体设置形式都仅仅是说明性的，而不是对本发明范围的限定，即所附权利要求及其所有等同形式的全部内容。

Claims

1.微型断路器(20)壳体组件(30)，所述微型断路器(20)包括操作机构(22)和导体组件(24)，所述壳体组件(30)包括：

形成第一腔室(37)的第一本体(32)，其中第一本体为模制本体并包括多个销钉腔室(50)；

形成第二腔室(38)的第二本体(34)，其中第二本体为模制本体以包括多个销钉(36),所述销钉(36)与第二本体(34)为一体部件；

其中，所述第一本体(32)和所述第二本体(34)具有互补形状；

所述销钉(36)和销钉腔室(50)以对齐方式设置；以及所述第一本体(32)和所述第二本体(34)联接在一起形成封闭空间(18)，所述封闭空间(18)在结构上设置为容纳操作机构(22)和导体组件(24)，其中当第一本体和第二本体联接在一起时，多个销钉被设置配合于相应的多个销钉腔室内以至于销钉不具有联接于其上的金属衬套。

2.根据权利要求1所述的微型断路器壳体组件(30)，其中：

多个销钉(36)为锁定销钉(36A)；以及

所述锁定销钉(36A)选择性地与所述第一本体(32)和所述第二本体(34)相联接。

3.根据权利要求1所述的微型断路器壳体组件(30)，其中：

所述第一本体(32)包括多个第一对齐部件(62)；

所述第二本体(34)包括多个第二对齐部件(64)；以及

所述第一对齐部件(62)和所述第二对齐部件(64)设置为相对应的结构形式。

4.根据权利要求3所述的微型断路器壳体组件(30)，其中：

所述第一对齐部件(62)为凸耳(66)；以及

所述第二对齐部件(64)为空心体(68)。

5.根据权利要求1所述的微型断路器壳体组件(30)，其中：

所述第一本体(32)包括带有第一套圈部分外表面(76)的第一套圈部分(72)；

所述第二本体(34)包括带有第二套圈部分外表面(78)的第二套圈部分(74)；

其中，当所述第一本体(32)和所述第二本体(34)联接在一起时，所述第一套圈部分(72)和所述第二套圈部分(74)形成套圈(70)，其构成通往所述封闭空间(18)内的通道；

所述第一套圈部分(72)和所述第二套圈部分(74)均为通常的半圆筒形；

以及

其中，所述第一套圈部分外表面(76)和所述第二套圈部分外表面(78)中的至少其中一个包括通常的平面部分。

6.根据权利要求5所述的微型断路器壳体组件(30)，其中：

所述第一套圈部分外表面(76)和所述第二套圈部分外表面(78)中的每一个都包括通常的平面部分(80)；以及

其中，当所述第一本体(32)和所述第二本体(34)联接在一起时，所述第一套圈部分平面部分(80A)和所述第二套圈部分平面部分(80B)通常设置为彼此相对。

7.根据权利要求5所述的微型断路器壳体组件(30)，其中：所述微型断路器(20)在结构上设置成与通常的平面面板(14)相联接，所述面板(14)包括多个与所述套圈(70)相对应的通道(16)，其中所述面板(14)具有厚度，以及其中：

所述第一套圈部分(72)和所述第二套圈部分(74)均包括近端(90A，90B)和远端(92A，92B)；

每个所述第一套圈部分近端(90A)和所述第二套圈部分近端(90B)均包括径向凸缘(94A，94B)；

其中，当所述第一本体(32)和所述第二本体(34)联接在一起时，所述第一套圈部分凸缘(94A)和所述第二套圈部分凸缘(94B)形成围绕所述套圈(70)延伸的凸肩(96)；

每个所述第一套圈部分远端(92A)和所述第二套圈部分远端(92B)包括保持环槽(100)；

每个所述凸肩(96)都与每个所述保持环槽(100)间隔开以便与所述面板(14)的厚度紧密地相对应；以及

O型圈(98)设置于所述套圈(70)周围和并位于所述凸肩(96)处。

8.一种断路器模块(10)，包括：

包括多个通道(16)的面板(14)；

多个断路器(20)，每个断路器(20)包括操作机构(22)、导体组件(24)，以及微型断路器壳体组件(30)；

每个断路器壳体组件(30)包括第一本体(32)和第二本体(34)；

形成第一腔室(37)的所述第一本体(32)，其中第一本体为模制本体并包括多个销钉腔室(50)；

形成第二腔室(38)的所述第二本体(34)，其中第二本体为模制本体以包括多个销钉(36),所述销钉(36)与第二本体(34)为一体部件；

其中，所述第一本体(32)和所述第二本体(34)具有互补形状；

所述销钉(36)和销钉腔室(50)以对齐方式设置；以及所述第一本体(32)和所述第二本体(34)相互联接形成封闭空间(18)，所述封闭空间(18)在结构上设置为容纳操作机构(22)和导体组件(24)，其中，当第一本体和第二本体联接在一起时，多个销钉被设置配合于相应的多个销钉腔室内以至于销钉不具有联接于其上的金属衬套。

9.根据权利要求8所述的断路器模块(10)，其中：

多个销钉(36)为锁定销钉(36A)；以及

10.根据权利要求8所述的断路器模块(10)，其中：

所述第一本体(32)包括多个第一对齐部件(62)；

所述第二本体(34)包括多个第二对齐部件(64)；以及

所述第一对齐部件(62)和所述第二对齐部件(64)为相对应结构形式设置。

11.根据权利要求10所述的断路器模块(10)，其中：

所述第一对齐部件(62)为凸耳(66)；以及

所述第二对齐部件(64)为空心体(68)。

12.根据权利要求8所述的断路器模块(10)，其中：

以及

其中，所述第一套圈部分外表面(76)和所述第二套圈部分外表面(78)中的至少其中一个包括通常的平面部分(80)。

13.根据权利要求12所述的断路器模块(10)，其中：

每个所述第一套圈部分外表面(76)和所述第二套圈部分外表面(78)均包括通常的平面部分(80A，80B)；以及

其中，当所述第一本体(32)和所述第二本体(34)被联接在一起时，所述第一套圈部分平面部分(80A)和所述第二套圈部分平面部分(80B)通常设置为彼此相对。

14.根据权利要求12所述的断路器模块(10)，其中：

其中所述面板(14)具有厚度，以及其中：

每个所述凸肩(96)都与每个所述保持环槽(100)间隔开以便与所述面板(14)厚度紧密地相对应；以及

O型圈(98)围绕所述套圈(70)设置并位于所述凸肩(96)处。

15.根据权利要求10所述的断路器模块(10)，其中：

所述面板(14)为膨胀体(15)，其沿垂直于其平面的方向通常可变形；以及

所述面板通道(16)包括多个以支撑分配模式设置的紧固件通道(17)。

16.根据权利要求10所述的断路器模块(10)，其中：

所述面板通道(16)包括多个以支撑分配模式设置的断路器通道。