專利名稱：熱電路保護裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱電路保護器，更具體地，它涉及一種對美國專利US5，089，799的熱開關/斷電器作出改進的裝置，該專利合并在此作為參考文獻。
美國專利US5，089，799公開了一種電搖臂開關，它不僅能夠進行傳統(tǒng)的開關操作，而且能夠進行熱操作。熱響應活動觸點可以機械閉合在固定觸點上，但是在過流條件下，它也可以通過雙金屬熱動作而打開。無論何時開關搖臂移至“關”，一種釋放標記(tripflag)用于開放觸點間的運動。如果搖臂位于“開”，那么即使出現過載電流的情況，它也將保持在該位置上。于是，只要標記先在這些觸點間移動，就可達到無釋放標記的操作。一個回復彈簧用于該釋放標記，結果當標記在觸點間移動時，產生主動動作。該彈簧還使搖臂保持在“開”位置，另外，在開關處于“開”條件下時，該彈簧用于使釋放標記停留在活動觸點上面。
本發(fā)明的一般目的在于提供一種改進的釋放標記配置，結果釋放標記輕輕地停留在雙金屬元件的活動觸點上面，當搖臂從“開”位置向“關”位置移動時，該釋放標記只輕輕地壓在活動觸點上。
本發(fā)明的一個目的在于，當搖臂從“開”位置移至“關”位置時，提供一種釋放標記裝置，通過釋放標記在活動觸點上面所產生的力，或者根本不存在或者絕對很小。完成這一目的是在搖臂至“關”位置的過程中，通過將釋放標識的一個樞軸點在一個點上靠在斷電器的基底上，這個點高于一條線，這條線位于靠著觸點之間。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種釋放標記裝置，以確保釋放標記的起始向下旋轉動作先于確保當搖臂從“關”位置至“開”位置時發(fā)生的向下滑動動作，于是，在搖臂凸角能夠越過釋放標識凸角，然后被銷定在“開”位置之前，使觸點連接在一起。完成這一目的是在至“開”位置的過程中，通過一個不同的，靠著斷電器基底的用于釋放標記的樞軸點，該樞軸點低于當搖臂從“開”位置至“關”位置時咬合的樞軸點;當釋放標記旋轉時，所配置的這個較低的樞軸點改變了靠著基底的接觸點，以確保一旦釋放標記的旋轉足以使得接觸點連接在一起時的凸輪區(qū)域的向下運動。
按照本發(fā)明的一種熱電路保護器，在一個通常是矩形的容納空間中，有一個開口向上的空腔，用于安放安裝了樞軸的搖臂。該搖臂設計成為機械地用凸輪帶動雙金屬溫度響應彈簧元件，結果該裝置可用于簡單的開關模式。一個釋放標記可動地支持在容納空間中，結果，當活動觸點在固定觸點上關閉時，標記的一部分適合于停留在活動觸點之上。當開關打開時，這一標記部分也適合于在活動觸點和固定觸點之間移動。
該釋放標記具有一個凸輪或凸齒，被鄰近的相對末端部份所限定，該釋放標記的凸齒與繞樞軸轉支的搖臂上的凸輪或凸齒相咬合，以造成釋放標記的復合運動，從標記位于活動觸點之上的休止位置至一個準備位置，在該位置下，該標記與活動觸點和固定觸點均彼此隔開一定的距離，偏移裝置用于促使釋放標記的相對末端部份與傳動裝置的凸輪或凸齒相接觸，并且，該偏移裝置還用于因過載電流情況或者機械手動關閉而跳閘時，該偏移裝置促使一個標記部份從其運行位置轉向休止在活動觸點上。
該釋放標記具有突出部份，它容納在容納空間所限定的狹槽中，該釋放標記可以相對于狹槽側壁上的第一點繞樞軸轉動，而且該釋放標記還設計成安裝一個變化的樞軸點，與狹槽內的垂直運動相結合。釋放標記和搖臂不僅能夠移動進入上述的準備位置，而且在這時所描述的實施例中，釋放標記可以移動進入相鄰的有關的閉合的活動觸點中，它們處于搖臂的復位運動中和在搖臂的正常“開”位置上。本發(fā)明實施例的其它方面類似于上述美國專利US56，089，799所公開的結構。這里所描述的釋放標記對活動觸點施加一個可忽略不計的力，或者至少是一個比US5，089，799的裝置中所可能的力更小的力。


圖1是根據本發(fā)明的熱電路保護裝置的垂直截面，搖臂和釋放標記分別處于開和休止位置。
圖2是類似于圖1的視圖，但是標明搖臂在“開”位置以及釋放標記在運行位置。
圖3是類似于圖1和圖2的視圖，但是標明搖臂和釋放標記分別處于中間的“移向復原”位置，這些位置處于圖2和圖1的“關”和“開”位置之間。
圖4是美國專利US5，089，799的開關/斷電器的垂直截面，標明搖臂和釋放標志處于“關”位置和“開”位置之間的中間位置上。
圖5是本發(fā)明的另一個實施例的垂直截面，搖臂和釋放標記正在復原至“開”位置。
圖6是類似于圖5的視圖，但是標明搖臂在“關”位置，而釋放標在其正常的“關”位置。
圖7是類似于圖5和圖6的視圖，但是標明搖臂在“關”位置，而釋放標記正移動進入其運動或“跳閘”位置。
圖8是類似于圖5至圖7的視圖，但是標明搖臂在“開”位置，而釋放標記/在休止位置。
請先看圖4所示的開關/斷電器，容納空間10朝上開口，一個繞樞軸轉動的搖臂12用傳統(tǒng)的樞軸裝置安裝在開口中，該裝置優(yōu)選地包括橫向突出的軸部份，如圖4中的12a，依次安放在開口中(未畫)，為此目的安裝在容納空間10的側壁上。
容納空間的底墻10C限定了開口，至少有兩個終端T1和T2(后者在此視圖中未示出)。終端T1與一個固定觸點14電連接在開關容納空間10的內部，更具體地說，在一個被終端T1所整體限定的接片14a上。第二個終端T2直接位于終端T1之后，也具有一個延伸在開關容納空間空腔中的部分，在那里，它與雙金屬溫度響應元件16的較低的末端部分電連接。
雙金屬元件16具有一個限定的U形的狹槽，結果舌片部份16b適用于彈性變形，以響應雙金屬材料的預先確定的溫度上升。舌片部份16b在美國專利US5，089，799所描述的位置之間移動，并且在臂16b的末端安裝一個活動觸點元件18，用于移向或者離開前述的固定觸點14。該元件16有時可稱為“泰勒”(Talor)葉片，購自德米克工業(yè)公司，其地址為佛德島02919，約翰斯頓，米爾大街70號，(DemichIndustries，70MillStreet，Johnson，RhodeIsland02919)。
上述公開的美國專利US5，089，799合并在此作為參考文獻，圖4提供一個方便的參照，有助于理解US5，089，799中公開的結構。雙金屬元件16的熱膨脹相應于觸點18的開放運動，另外，觸點18的機械開放運動也是可能的，只是通過繞樞軸轉動搖臂12在其“開”位置和“關”位置上往來，如美國專利US5，089，799所述。搖臂12具有一個錐形的凸輪表面12f，安裝在搖臂的懸垂部份之上，它適應于舌片部份16b的機械變形，作為搖臂的繞樞軸運動的直接結果，用于活動觸點18的開放運動。通過舌片16b的固有彈性可獲得觸點18的閉合運動。
以搖臂12為參照，相對深的側壁即邊緣(skirt)12C，每個12C分別限定了一個懸垂的凸輪或凸齒12d，它咬合于一個大致類似形狀的凸齒，該凸齒為此目安裝在釋放標記30的上緣。釋放標記的一個末端部分適合于從圖4所示的一個位置移向固定觸點14和活動觸點18之間的位置。如美國專利US5，089，799所描述的那樣，釋放標記30通常輕輕地停留在活動觸點18的下緣之上，在容納空間10的壁的下方與釋放標記30的下側之間安裝的彈簧偏移裝置促使釋放標記從圖4中所示的準備位置移向這些固定觸點14和活動觸點18之間的位置。
在圖4的開關中，如美國專利US5，089，799所描述的那樣，釋放標記30具有一個有著軸限定部分30b的相對末端，軸限定部份30b樞軸安裝在容納空間10的細長的狹槽10d中，結果該釋放標記適合于在上述的位置之間在樞軸上轉動，結果釋放標記也在狹槽10d中移動，均如美國專利US5，089，799所描述的那樣。
現在請轉向圖1-3的詳細描述，包括在內的有，開關容納空間10，通常類似于圖4中所述，還包括細長的狹槽10d，10d用于寬松地容納突出部份130b，釋放標記130的130b與US5，089，799及圖4中的釋放標記有許多相似之處，但也包括附加的特征，如下所述。
搖臂112安裝在朝上開口的容納空間10中，用于繞著軸限定部份112a的繞樞軸運動，與圖4中所述的搖臂12很相象。即，搖臂112包括一個懸垂桿，類似于圖4中所示的桿12f。一個中間耦合裝置(未畫出)用于雙金屬觸點元件16的舌狀部份16b的相應運動，這個元件16可以類似于US5，089，799中的裝置中所用的元件16。
搖臂112還包括懸垂的邊緣112C，其中每個邊緣112C限定了凸輪或凸齒112d，類似于圖4中所述。在前后面之間，每個凸齒有一個隆起部份。這樣的凸輪或凸齒在本說明書和權利要求書中包括凸輪表面。
釋放標記130類似于圖4中的釋放標記30，當搖臂112在其“開”位置和“關”位置之間移動時，它可從圖1中的休止位置移向圖2中的活動位置。釋放標志130上的凸輪凸齒130d與搖臂112上的懸垂的凸輪凸齒112d相咬合，以實現釋放標志130的這種運動。
但是，和US5，089，799及圖4的結構不同的是，圖1-3的結構可顯著地降低通過釋放標記130的末端部份傳遞至活動觸點18的力，不僅在圖1中所示的休止的“開”位置，在該位置下，振臂在穩(wěn)定的壓力下，通過回復彈簧使之回復至“關”位置，而且在搖臂112從“開”位置向“關”位置的起動過程中，在通過迫使釋放標記凸角向下而脫離釋放標記凸角之前，搖臂從靠著釋放標記凸角130d的搖臂凸角112d上傳遞額外的力，額外的力整體地通過釋放標志傳遞到基座中的狹槽的邊上，即圖1中的A點，這和US5，089，799中的結構不同，在那個結構中，一部份額外的力通過靠著活動觸點18的釋放標志130傳遞。更特殊的是，顯然，釋放標志130具有突出的部份130b，130b位于末端，對著固定觸點14和活動觸點18之間的可動部份。，130b在圖1中的“開”位置和圖2中的“關”位置中，靠著/狹槽，10d的左邊墻。點A通常位于一條線上，該線穿過位于搖臂上的凸輪凸齒112d的后面和釋放標志上的凸輪或凸齒130d的前面之間的觸點D。這樣一條線也在釋放標志130的末端部份和活動觸點18之間的咬合點的稍高處通過。這些點的一般的線性幾何結構確保了由釋放標志130施加在活動觸點18上的力和/或動量，在圖1中的“開”位置中，或者消除了，或者至少減少至最小。
將前述的結果與圖4中的釋放標志的配置作一對照。注意到圖4中的軸限定的部份30b咬合在點B處的狹槽10d的側壁上，點B限定了一條動作線，恰好通過接觸區(qū)域C，該區(qū)域處于釋放標志30的直立的凸齒30d之間，高于活動觸點18的下面，如美國專利US5，089，799所描述的那樣，咬合在“開”位置中的釋放標記的末端部份。這樣的幾何結構致使在圖4中的活動觸點18上過載。
描述本發(fā)明的另一方面是注意到，在搖臂的凸齒112d和釋放標記的凸齒130d之間的接觸區(qū)域D，實際上略低于釋放標記130的樞軸點A和活動觸點18的下側之間所劃的直線，如圖1所示，活動觸點18咬合在釋放標記的末端部份。借助于這種幾何結構，封閉點D(latchingpoint)略低于這樣一條線，此線位于活動觸點18和樞軸即在搖臂130的左端和狹槽10d的側壁上的接觸點A，因而確保了當搖臂112從圖1中所示位置移向圖2中的“關”位置時，搖臂112的機械運動不會對活動觸點18施加額外的力。
圖5至圖8描述了本發(fā)明的另一個實施例，其中搖臂開關安裝了兩個凸輪或凸齒，它與釋放標記上的兩個凸齒配對運行，結果當釋放標記停留在活動觸點上時，便提供了兩種不同的配置。圖5和圖8是比較的例子。
利用釋放標記和狹槽的右邊之間的滾動觸點，結果當釋放標記處于其休止位置時，可提供兩個不同的位置。
更具體地，圖5中所示的搖臂212處于本裝置回復至“開”的過程之中，該視圖對搖臂和釋放標記來說是一個中間位置，表明搖臂上的兩個凸齒中的第一個凸齒與釋放標記230上的兩個凸齒中的第一個凸齒相咬合。注意到安裝在狹槽10d中的釋放標識部份的凸形輪廓提供了與圖3中所示的釋放標記完全相同的動作，即圖1，圖2和圖3所描述的第一個實施例的動作。
下面轉向對實際的“開”位置的描述，圖8表明搖臂212在其“開”位置，以及釋放標記230的兩個凸齒中的第二凸齒230e與搖臂的第二個凸齒212e相咬合，更特殊的是，這樣的搖臂的第二個凸齒實際上安裝在搖臂230的兩個凸齒230d和230e之間。
再請參照圖8，顯然“開”位置上的搖臂212的突出部份滑動地安裝在狹槽10d中，這種安裝方式使得釋放標記的樞軸點靠著狹槽的側壁，位于A，如前述的第一個實施例中的圖1所描述的那樣。
現在轉向對該裝置中的“關”位置的描述，參見圖5，圖6，圖7和圖8，圖6表明搖臂212的第一個凸齒212d與第一個凸齒230d的后面相咬合，這和第一個實施例中的圖2所示的搖臂112和釋放標記130的方式完全相同。
最后，圖7表明該裝置處于被活動觸點的熱動作所釋放的早期階段，并且是在電流過載的情形下。標記230被部分地釋放，移向其在活動觸點和固定觸點之間的活動位置(見圖6)，但是搖臂212還設有移出“開”位置，因為搖臂回復彈簧不能完成其功能(即使搖臂回復至“開”位置)，直至在彈簧偏移標識230繞樞軸轉動至圖7的部份釋放位置下面之后。
權利要求
1.一種熱電路保護裝置，它包括一個容納空間；一個傳動裝置，它安裝在所說的容納空間中，用于“開”位置和“關”位置之間的運動，所說的傳動裝置具有一個凸輪表面；一個固定觸點，處于所說的容納空間中；多個活動觸點裝置，處于所說的容納空間中，并且包括一個雙金屬溫度響應彈簧元件，它具有一個固定部份和一個可動部份，一個活動觸點位于所說的可動部份之上并且借助于所說的彈簧元件的固有彈性，通?？恐f的固定觸點，在過流條件下，借助于所說的雙金屬彈簧元件的固有的溫度反應特性，所說的可動部份從所說的固定觸點上偏移開來；一個釋放標識，可動地安裝在所說的容納空間中，用于休止位置和活動位置之間的運動，在休止位置中，所說的標記的一部份靠著所說的活動觸點，在活動位置中，所說的標記部分位于所說的活動觸點和固定觸點之間；狹槽裝置，限定在所說的容納空間中；所說的釋放標記的至少一個突出部份，滑動地安裝在所說的狹槽中，以造成所說的標記運動，不僅繞樞軸運動而且在所說的休止位置和活動位置之間沿所說的狹槽方向運動，并且所說的狹槽中寬裕地安裝了所說的釋放標記的突出部份，以形成所說的標記在所說的狹槽中的橫向的有限運動。所說的釋放標記具有一個凸輪或凸齒，在所說的狹槽的橫向，鄰近所說的釋放標識的突出部份，并且所說的釋放標記凸齒被所說的傳動裝置的凸輪表面所咬合，以形成所說的釋放標識離開所說的休止位置的運動，同時釋放標記在所說的活動觸點上施加的力為最小。偏移裝置促使所說的釋放標記接觸所說的傳動裝置的第一個凸輪表面，并且促使所說的標記部份移向所說的固定觸點和活動觸點之間的所說的活動位置。
2.按照權利要求1的熱電路保護裝置，其中所說的偏移裝置通過所說的凸齒和所說的凸輪表面，為所說的傳動裝置限定一個穩(wěn)定的“開”位置。
3.按照權利要求1的熱電路保護裝置，其中所說的傳動裝置的所說的凸輪表面包括一個齒狀的突出部份(凸齒)，它具有一個隆起部份(crown)，和一個前面和一個后面，并且所說的釋放標記凸輪或凸齒具有一個隆起部份和一個前面和后面，分別為所說的傳動裝置凸齒的前面和后面所咬合，所說的釋放標記突出部份在A點咬合所說的狹槽的一側，結果所說的釋放標記凸齒的前面被所說的傳動裝置凸輪的后面所咬合，通常在一條線上，該線通過所說的點A，并且當所說的休止位置靠著所說的活動觸點時，通過所說的活動觸點和所說的釋放標記部份之間的咬合點，。
4.按照權利要求3的熱電路保護裝置，其中所說的釋放標記的突出部份沿F-E的區(qū)域咬合所說的狹槽的相對端，結果釋放標記沿一個方向旋轉，在從“關”位置向“開”位置的傳動裝置的運動中，該方向阻止了所說的釋放標記部份和所說的活動觸點之間的咬合。
5.按照權利要求2的裝置，其中所說的傳動裝置是一個繞樞軸轉動的搖臂，安裝在所說的容納空間中，并且具有懸垂的側邊緣(side skirt)，具有這樣兩個凸輪表面，每個凸輪表面包括一個齒狀的突出物(凸齒)，它具有一個隆起部份，以及前面和后面，所說的釋放標記具有兩個所說的突出部份和兩個所說的釋放標記凸齒，被兩個所說的凸齒所咬合，后者在所說的搖臂的所說的兩個側邊緣上。
6.按照權利要求5的裝置，其中所說的釋放標記的突出部份具有凸表面，以接觸所說的狹槽的相對端，從而獲得所說的E-F樞軸點區(qū)域。
全文摘要
在一個看上去象一個標準的搖臂開關的單個的容納空間中，一個熱響應活動觸點元件，機械地被搖臂以“開關”方式打開，或者以電路保護模式響應過載電流條件而被打開。這兩種條件均導致釋放標記在活動觸點和固定觸點之間移動。當該裝置位于“開”位置，以及處于復位運動的過程中時，該釋放標記輕輕地停留在活動觸點上面。該釋放標記在開關中是這樣安裝，結果只有在活動觸點回復至其“開”位置或關閉條件之后，釋放標記還原到原來的位置。
文檔編號H01H73/30GK1091226SQ93104819
公開日1994年8月24日 申請日期1993年4月27日 優(yōu)先權日1993年2月11日
發(fā)明者里查德·W·索倫森 申請人:里查德·W·索倫森