本发明涉及一种自动断路开关,该开关利用双金属片、按钮使电路接通,利用推杆使电路断开。 周知的断路器采用流经断路器的电流过大时挠曲的双金属触点。该挠曲动作能使受弹簧作用的按钮释放开,从而使触点分开,使电路断开。值得一提的是,这种装置简单、可靠。为增加其适应性,公知的断路器还设有单独的手动推杆,以便手动断开触点。
美国专利5,001,450中的断路器有一个带横向薄片的按钮。横向薄片受到弹簧的作用,顶住一对电气触点的一侧。其中一个触点由双金属片支撑着。当过量电流流过时,双金属片将该触点提起来,于是触点分开,这时,按钮横向薄片的弹簧将横向薄片驱动到触点之间的位置上,使各触点即使在双金属元件冷却时也保持断开。断开触点的另一种方法是用内端修成锥面的推杆。锥面能嵌入双金属片延伸部分的下侧。这种已知的断路器有这样的缺点:需要延长双金属片,其目的仅仅是为了接纳能手动使电路断开的推杆。此外,推杆的锥面端不仅有一个将各触点提起和分开地作用力,而且还有一个横切各触点使双金属片和各触点扭曲和对不齐的作用力。另外,要用较大的力才能操作修成锥面的推杆,从而提高了损坏和卡住的可能性。
其它一些公知的双金属断路器采用手动装置来断路。但这些断路器也有缺点。这些公知的手动装置不是间接操作,需要附加材料或机构,就是操作角度不合适,从而增加断路所需的作用力。至于具有与断路推杆并联的通路(circuit making)按钮的开关,可参看美国专利1,784,207,1,928,940,2,767,281,2,768,262,2,824,932和2,952,257。其它双金属开关见美国专利3,211,862,4,044,325,4,570,142 4,573,031。
因此需要有这样一种双金属断路器,该断路器有一个按钮供接通电路用,有一个推杆供断开电路用,两者配置得使其可以有效地操作,无需过大的力,摩擦力小。
按照显示本发明的特点和优点的一些实施例,本发明提供一种可用热的方法操作并可手动的断路开关,该断路开关有一个外壳,外壳中装有第一和第二导电板。第一导电板具有第一触点。第二导电板上装一个悬臂式的双金属片,双金属片具有一个自由端和第二触点。第二触点装在双金属片的与第一触点相对的自由端上。断路开关还有一个按钮,按钮可滑动地装在外壳中,且具有一个横向隔离薄片。外壳中还有一个弹簧装置,用以向外推动按钮,并使薄片保持第一和第二触点分开。本断路开关还有一个推杆,与双金属片的长度方向成横向地可滑动地装在外壳中,且与双金属片的自由端对齐。这样,按压推杆推就会使双金属片挠曲,并使第一和第二触点分开,从而可以将横向薄片嵌入到两个触点之间。
采用上述器件,就可以制造出较简单而有效的断路开关。在一个最佳实施例中,外壳前面装有一个借弹簧作用的按钮,供接通电路用。外壳的一侧可滑动地装有一个推杆,供断开电路用。在该最佳实施例中,连接到断路器中的接线是通过一对平行板进行的,其中一个板有一个触点,另一个板以悬臂的形式支撑着一个双金属片,也有一个触点。双金属板横过平行板。外壳的一侧装有一个推杆,延伸到毗邻双金属片的位置。推杆下推时使双金属片挠曲,从而使各触点分开。
在该最佳实施例中,按钮有一个横向薄片毗邻各触点。各触点因双金属片热挠曲而分开或因推杆而机械分开时,横向薄片弹入各触点之间的位置,并使各触点保持分开。要使断路器复位时,可以按压按钮,使横向薄片偏离各触点,从而使触点闭合,并使其保持在负载的位置。
结合附图参看下面就本发明目前最佳但无论如何却是举例性质的一些实施例所作的详细说明即可更全面地理解上述说明和本发明的其它目的、特点和优点。附图中:
图1 是按照本发明的原理装配好的断路开关的透视图;
图2 是图1开关的侧视图,开关的外壳已卸掉;
图3 是图1开关的部件分解图;
图4 是沿图2的4-4线截取的剖视图;
图5 是沿图3的5-5线截取的剖视图。
参看图1。从图中可以看到外壳10有一个盖12和底座14。外壳10有一个正面20,一个后面22(在此视图中看不到),还有四个侧面。补壳10设计成蛤壳式,通过带丝扣的套管16夹紧在一起。套管16将可在轴向滑动的按钮18固定住。在外壳10两个前拐角和后边缘的凹口处,铆钉26将外壳10的盖12和底座14固定在一起。铆钉28和30的作用,稍后即将谈到。
推杆24(这稍后即将进一步说明)装在其中一个侧面的一个复位孔中。钢叉形脚32和34即为第一和第二导电板,这稍后也将进一步说明。
参看图2、3和4,图中更详细地示出了本发明的断路开关。底座14有细长的凹口38和40,凹口的大小分别取得使其与第一板34及第二板32配合。铆钉28和30分别将板32和34铆定就位。第一触点47铆接在靠近板34的内端处。板32呈问号形,形成上平台,双金属片42即用铆钉44固定在该平台上。双金属片42的中间部分拱起,温度变化时按周知的方式快速动作。双金属片42两端冲压成凹处,用以将双金属片安装到板32上,并用以将第二触点46铆接到双金属片42的自由端43上。自由端43有一个边缘,即双金属材料处在第二触点46的侧面上。
从图中可以看到,推杆24是个细长的圆柱体,端部24A扩大,呈环形缘的样子。板34的叉开端34A将杆24抱住。叉开端34A起进一步支撑和引导推杆24的作用。
按钮18的外部分52呈圆柱形。按钮18的内部分50则固定在底座14的中心凹口48中。横向隔离薄片54与内部分50连接成一个整体,接合处用支撑肋56增强。内部分50有一个凹口58,从图5中可以看到,凹口58呈U字形。从图中看到,弹簧装置是个压簧60,装在外壳12、14的后面22与凹口58的前向端之间。
为便于理解与上述断路器有关的原理,下面简面介绍工作情况。图4示出了在断路器处于置位情况下(电路接通)触点46和47接触的情况。在这些情况下,电流能流经板32、双金属片42,越过触点46和47,然后流过板34。过量的电流流经双金属片42时,双金属片的温度上升。双金属片42的各层按用知的方式以不同的速度膨胀,促使双金属片42弯曲。双金属片42由于其中间部分拱起,因而突然挠曲,产生快速动作。因此,达到临界温度值时,双金属片42快速动作,猛然将触点46拉离触点47。
发生这种情况时,隔离薄片54具有足够的空间可以移入在触点46与47之间刚形成的间隙中。这个动作是压簧60推压按钮18及其薄片54产生的。在按钮以这种方式脱扣的情况下,薄片54仍然处在触点46与47之间,不再进一步起作用。
双金属片42充分冷却之后,可以按压按钮18,使接头54滑回到图4所示的置位位置。这之后,由于双金属片42在其处于低于临界温度下工作时向闭合的位置偏移,因而触点46和47接触在一起。
断路器处于置位状态时也可以下压推杆24使断路器脱扣。这时,杆24被推向里侧,与双金属片42边缘43的下侧接合。这一下使触点46抬起来,从而使其脱离触点47。随着按钮18向外伸,触点46与47之间的间隙又使薄片54可以在两触点之间滑动。
鉴于杆24是与双金属片42成横向地动作的,因而所产生的力和摩擦力都不太大。杆24的方位使其可以产生方向与使触点46和47分开所需要的动作相同的直接作用力。因此,无需太大的力就可以操动推杆24,而且使磨损减小到最小程度。此外,简化了结构,没有由于不必要的运动零件、杆等引起的额外摩擦力。
不言而喻,对上述诸最佳实施例是可以作各种修改的。例如,在一些实施例中,双金属片可以取各种不同的尺寸,可以不拱曲。此外,导电板也可以取不同的形状,可以取各种弯曲方式以适应其所附装的连接件。铆钉可以用螺钉或其它紧固件代替。外壳可以设多重凹口或一个大的敞开区,这视乎设计标准而定。此外,按钮可以取各种形状,也可以用其它弹簧,包括拉簧在内。推杆可以取不同的形状,不一定非圆柱形直杆不可。再有,还可以改变窜动量。另外,在一些实施例中,推杆可以不用叉形板支撑,可以用适当的弹性元件顶住。此外,可以改变各种组件的厚度、功率额定值、温度稳定性和灵敏度,这视乎断路器的规格、额定值和所要求的工作环境而定。
显然,根据上述教导是可以对本发明进行多种改型和更改的。因此,不言而喻,在不脱离本说明书所附的权利要求书的范围的前提下,是可以按上述具体说明以外的方式实施本发明的。