包含用于快速闭合操作的杆的断路器.pdf

一种断路器(10)包括：一壳体(18)，具有一固定触点(28)和一活动触点(24)的可分离触点(40)，和一用于打开和闭合可分离触点(40)的操作机构(22)。操作机构(22)包括一闭合位置，一打开位置，一用于在打开和闭合位置之间移动操作机构(22)的操作手柄(46)，一支承活动触点(24)的活动触点臂(26)，一具有第一端部和第二端部的连杆机构(60)，和一弹簧杆(94)。连杆机构(60)的第二端部可枢转地安装在活动触点臂(26)上。弹簧杆(94)将连杆机构(60)保持在操作机构(22)的打开位置，并当操作手柄(46)从操作机构(22)的打开位置朝闭合位置移动时释放连杆机构(60)，以便快速闭合可分离触点(40)。

1.  一种断路器(10)，包括：
一壳体(18)；
包括一固定触点(28)和一活动触点(24)的可分离触点(40)；以及
一用于打开和闭合所述可分离触点(40)的操作机构(22)，所述操作机构(22)包括一闭合位置、一打开位置、一用于在该打开和闭合位置之间移动所述操作机构(22)的操作手柄(46)、一支承所述活动触点(24)的活动触点臂(26)、一具有一第一端部和一第二端部的连杆机构(60)，和一弹簧杆(94)，所述连杆机构(60)的第二端部可枢转地安装在所述活动触点臂(26)上，所述弹簧杆(94)在所述操作机构(22)的打开位置保持所述连杆机构(60)，并当所述操作手柄(46)从所述操作机构(22)的该打开位置朝该闭合位置移动时释放所述连杆机构(60)，以便快速闭合所述可分离触点(40)。

2.  根据权利要求1的断路器(10)，其特征在于，所述壳体(18)具有一开口(77)；所述连杆机构(60)还具有一枢轴(69)；并且所述操作手柄(46)包括一穿过所述壳体(18)的开口(77)的第一部分(76)、一位于所述壳体(18)内的第二部分(78)，和至少一个在所述第二部分(78)和所述枢轴(69)之间延伸的拉伸弹簧(116，118)。

3.  根据权利要求2的断路器(10)，其特征在于，所述连杆机构(60)还包括一第一连杆(62)和一第二连杆(64)，所述第一连杆(62)具有一第一端部和一第二端部，所述第一连杆(62)在所述第一连杆(62)的第一端部可枢转地安装在所述枢轴(69)上，所述第二连杆(64)具有一第一端部和一第二端部，所述第二连杆(64)在所述第二连杆(64)的第一端部可枢转地安装在所述第一连杆(62)的第二端部上，并在所述第二连杆(64)的第二端部可枢转地安装在所述活动触点臂(26)上。

4.  根据权利要求3的断路器(10)，其特征在于，所述枢轴(69)是一第一枢轴(69)；所述操作手柄(46)在一第二枢轴(71)处可枢转地安装在所述壳体(18)上；并且所述操作机构(22)还包括一第三连杆(66)，该第三连杆具有一可枢转地安装在所述第二枢轴(71)上的第一端部和一可枢转地安装在所述第一枢轴(69)上的第二端部。

5.  根据权利要求1的断路器(10)，其特征在于，所述壳体(18)容纳一构架(52)；所述构架(52)包括一销(170)；并且所述弹簧杆(94)在所述销(170)上枢转。

6.  根据权利要求5的断路器(10)，其特征在于，所述弹簧杆(94)包括一第一端部(260)和一第二端部(262)，所述弹簧杆(94)的第一端部(260)靠在所述构架(52)上，以便提供一弹力推回所述弹簧杆(94)以便将所述连杆机构(60)保持在所述操作机构(22)的打开位置。

7.  根据权利要求6的断路器(10)，其特征在于，所述弹簧杆(94)的第二端部(262)包括一杯形件(266)；并且所述连杆机构(60)还具有一被所述杯形件(266)保持的止挡件(268)。

8.  根据权利要求1的断路器(10)，其特征在于，所述操作手柄(46)包括一第一表面(270)；所述弹簧杆(94)包括一将所述连杆机构(60)保持在所述操作机构(22)的打开位置的第二表面(266)和一第三表面(272)；并且所述操作机构(22)还包括一位于所述打开位置和所述闭合位置之间的快速闭合位置，所述操作手柄(46)的第一表面(270)在所述操作机构(22)的该快速闭合位置接合所述弹簧杆(94)的第三表面(272)，以便当所述操作手柄(46)从所述操纵机构(22)的打开位置朝闭合位置移动时，所述弹簧杆(94)的第二表面(266)枢转并释放所述连杆机构(60)。

9.  根据权利要求8的断路器(10)，其特征在于，所述壳体(18)具有一开口(77)；所述连杆机构(60)还具有一枢轴(69)；并且所述操作手柄(46)包括一穿过所述壳体(18)的开口(77)的手柄(144)，至少一个位于所述壳体(18)内的具有所述第一表面(270)的臂(120、122)，和至少一个在所述至少一个臂(120、122)和所述枢轴(69)之间延伸的拉伸弹簧(116、118)，所述至少一个臂(120、122)的所述第一表面(270)接合所述弹簧杆(94)的第三表面(272)，以便释放所述连杆机构(60)并使所述至少一个拉伸弹簧(116、118)可以将所述操作机构(22)移动到所述闭合位置。

10.  根据权利要求8的断路器(10)，其特征在于，所述操作机构(22)还包括一位于所述打开位置和所述闭合位置之间的保持位置，并且所述连杆机构(60)朝所述弹簧杆(94)的第二表面(266)移动，以便当所述操作手柄(46)从所述操作机构(22)的该打开位置朝闭合位置移动时，所述弹簧杆(94)的第二表面(266)保持所述连杆机构(60)。

11.  根据权利要求10的断路器(10)，其特征在于，所述连杆机构(60)还包括一第一连杆(62)和一第二连杆(64)，所述第一连杆(62)具有一第一端部和一第二端部，所述第一连杆(62)在所述第一连杆(62)的第一端部可枢转地安装在所述枢轴(69)上，所述第二连杆(64)具有一第一端部、一第二端部和一膝形部分(268)，所述第二连杆(64)在所述第二连杆(64)的第一端部可枢转地安装在所述第一连杆(62)的第二端部上，并在所述第二连杆(64)的第二端部可枢转地安装在所述活动触点臂(26)上；并且所述弹簧杆(94)的第二表面(266)形成一杯形件(266)，该杯形件保持所述第二连杆(64)的该膝形部分(268)。

12.  根据权利要求8的断路器(10)，其特征在于，所述弹簧杆(94)由弹性材料制成并通常为具有一第一臂部分(274)、一弯曲部分(276)和一第二臂部分(278)的V形，所述部分(274、276、278)形成一弹簧机构，且所述第二臂部分(278)包括所述弹簧杆(94)的第二和第三表面(266、272)。

13.  根据权利要求12的断路器(10)，其特征在于，所述第一臂部分(274)包括一对与所述弯曲部分(276)相连接的平行臂(282、284)，从而提供两个弹簧机构。

14.  根据权利要求12的断路器(10)，其特征在于，所述第二臂部分(278)包括一形成所述弹簧杆(94)的第二表面(266)的杯形件(266)，和一形成所述弹簧杆(94)的第三表面(272)的肩部(272)。

15.  根据权利要求12的断路器(10)，其特征在于，所述弹簧杆(94)由弹簧钢制成。

16.  根据权利要求12的断路器(10)，其特征在于，所述壳体(18)包括一支承一枢轴销(170)的构架(52)；并且所述弯曲部分(276)环绕所述枢轴销(170)设置，所述第一和第二臂部分(274、278)设置在所述枢轴销(170)的相对侧上。

17.  根据权利要求1的断路器(10)，其特征在于，所述断路器(10)是一通信断路器(10)。

包含用于快速闭合操作的杆的断路器
技术领域
本发明一般地涉及断路器，更具体地涉及包括一操作机构和一操作手柄的电磁型断路器。
技术背景
例如，在美国专利Nos.3329913和4151386中示出电磁型断路器。
这种电磁型断路器通常包括一操作机构，该操作机构包括一安装在一活动臂上的活动触点，和一固定或静止触点。一操作手柄经由一连杆机构连接在该活动臂上，该连杆机构的一部分包括一可折叠的肘节组件。通过枢转该操作手柄，可在触点“打开”和触点“闭合”位置之间操作该活动触点和静止触点。该断路器还包括一电磁装置，其响应于一个或多个预先确定的电条件将该肘节组件折叠到一弯折状态(broken state)，以便电跳闸“打开”该可分离的活动和静止触点。
在接通和断开操作期间，该操作机构使用一(连接到)该操作手柄的刚性连杆机构，其包括第一和第二连杆。该第二连杆的第一端部可枢转地安装在该第一连杆的第二端部上，该第二连杆的第二端部可枢转地安装在该活动臂上。这提供了一早的(即相对于手柄的扳动)肘节打开点(toggle-onpoint)。在操作机构肘节打开和该未弯折的连杆机构开始运动时，在操作机构的弹簧内存储有非常少的能量。结果，断路器可被“勉强”接通，这会对可分离触点造成不受欢迎的和具有潜在危险的电弧。
“缓慢闭合”(slow make)被限定为断路器的可分离触点的闭合速率，其直接取决于操作手柄的闭合速度。对于一工作在较高电压(例如480到600VAC)的断路器，这很可能造成可分离触点焊接闭合，并会大大减小在断路器的工作寿命中的开关操作次数。
包含将操作手柄连接到活动触点臂上的直接的连杆机构或连杆的断路器被认为本质上是“缓慢闭合”和“缓慢断开”(slow break)的。
2002年6月27日提交的美国专利申请序列号No.10/185858公开了一种包括一枢轴杆的断路器，该枢轴杆具有一第一臂和一第二臂，该第一臂具有一适于接合一活动触点臂的第一端部，该第二臂具有一适于接合一操作手柄组件的第二端部。该枢轴杆的第一端部支承一可枢转地设置于其上的U形钩元件。该钩元件具有一适于接合该活动触点臂的J形钩件，和一可枢转地安装在该第一臂的一开口内的J形枢轴端部。为了消除该活动触点臂和该操作手柄组件之间的依赖性，该J形钩件最初钩住该活动触点臂。该钩元件的枢轴端部插入该枢轴杆的第一或自由端。该枢轴杆围绕一销枢转，并将该钩元件和活动触点臂的运动传递给该操作手柄组件。该枢轴杆的第二或手柄端与该操作手柄组件的阻塞盘(blocking disk)相互作用，该盘围绕与该操作手柄相同的中心转动，但是可以独立运动。
已知在断路器，例如微型断路器中提供“快速断开”(fast break)和“快速闭合”(fast make)操作。
断路器还有改进的空间。
发明内容
本发明可满足这些以及其他的需要。本发明提供一种用于一断路器操作机构的连杆机构的弹簧杆(snap lever)。该弹簧杆在该操作机构的打开位置保持一操作机构的连杆机构，并当断路器操作手柄从操作机构的打开位置朝闭合位置移动时释放该连杆机构，以便快速闭合该可分离触点。
根据本发明的一个方面，一断路器包括：一壳体；包括一固定触点和一活动触点的可分离触点；和一用于打开和闭合该可分离触点的操作机构，该操作机构包括一闭合位置，一打开位置，一用于在该打开和闭合位置之间移动该操作机构的操作手柄，一支承该活动触点的活动触点臂，一具有一第一端部和一第二端部的连杆机构，和一弹簧杆，该连杆机构的第二端部可枢转地安装在该活动触点臂上，该弹簧杆在该操作机构的打开位置保持该连杆机构，并当该操作手柄从该操作机构的打开位置朝闭合位置移动时释放该连杆机构，以便快速闭合该可分离触点。
该壳体可具有一开口，该连杆机构还可具有一枢轴，并且该操作手柄可包括一穿过该壳体的开口的第一部分、一位于该壳体内的第二部分，和至少一个在该第二部分和该枢轴之间延伸的拉伸弹簧。
该连杆机构还可包括一第一连杆和一第二连杆，该第一连杆具有一第一端部和一第二端部，该第一连杆在该第一连杆的第一端部可枢转地安装在该枢轴上，该第二连杆具有一第一端部和一第二端部，该第二连杆在该第二连杆的第一端部可枢转地安装在该第一连杆的第二端部上，并在该第二连杆的第二端部可枢转地安装在该活动触点臂上。
该壳体可容纳一构架，该构架可包括一销，并且该弹簧杆可在该销上枢转。该弹簧杆可包括一第一端部和一第二端部，该弹簧杆的第一端部靠在该构架上，以便提供弹力推回该弹簧杆从而将该连杆机构保持在该操作机构的打开位置。
该弹簧杆地第二端部可包括一杯形件，并且该连杆机构还可具有一被该杯形件保持的止挡件。
该操作手柄可包括一第一表面，该弹簧杆可包括一将该连杆机构保持在该操作机构的打开位置的第二表面和一第三表面，并且该操作机构还可包括一位于该打开位置和闭合位置之间的快速闭合位置，在该操作机构的该快速闭合位置该操作手柄的第一表面接合该弹簧杆的第三表面，以便当该操作手柄从该操作机构的打开位置朝闭合位置移动时该弹簧杆的第二表面释放该连杆机构。
该壳体可具有一开口，该连杆机构还可具有一枢轴，并且该操作手柄可包括一穿过该壳体的该开口的手柄、至少一个在该壳体内的具有第一表面的臂，和至少一个在该至少一个臂和该枢轴之间延伸的拉伸弹簧，该至少一个臂的该第一表面接合该弹簧杆的该第三表面，以便释放该连杆机构并使该至少一个拉伸弹簧可以将该操作机构移动到闭合位置。
附图说明
参照附图从下面对优选实施例的说明中可充分了解本发明。
图1是一根据本发明的断路器的立体图。
图2是移去一个半壳体的图1的断路器的垂直正视图，其中该操作机构位于打开位置。
图3是类似于在图2的上部中所示的局部垂直正视图，但其中该操作机构从打开位置移向闭合位置。
图4是类似于图3所示的局部垂直正视图，但其中该构架局部剖开，并且该操作手柄在该操作机构的闭合位置之前进一步朝该闭合位置移动。
图5是类似于图4中所示的局部垂直正视图，但其中该操作机构位于闭合位置。
图6是类似于图5中所示的局部垂直正视图，但其中该操作机构位于跳闸位置。
图7是图2的操作手柄的立体图。
图8是类似于图7所示的立体图，但其中该操作手柄被翻转以示出朝向该半壳体的表面，并且该构架/手柄销被分解以便清楚地说明。
图9是根据本发明的另一实施例的操作手柄的分解立体图。
图10是图3的操作机构的垂直正视图。
图11是图2的独立手柄连杆的立体图。
图12是类似于图4所示的局部垂直正视图，但其中示出该构架和该手柄拉伸弹簧之一。
图13是类似于图12所示的局部垂直正视图，但其中该操作机构位于闭合位置。
图14是图5的锁合件的立体图。
图15是类似于图14所示的立体图，但其中该锁合件被旋转以示出该锁合表面。
图16是图3的操作机构的立体图。
图17是图16的操作机构的垂直侧视图。
图18是图5的连杆机构和锁合件的分解立体图。
图19是类似于图18所示的分解立体图，但其中该锁合件穿过该U形连杆的切口。
图20是图5的连杆机构和锁合件的立体图，其中该U形连杆部分剖开。
图21是图5的锁合件偏压弹簧的立体图。
图22是图2的构架的立体图。
图23是类似于图22所示的立体图，但其中该构架被旋转以示出该止挡件的表面。
图24是根据本发明另一实施例的U形连杆的立体图。
图25是类似于图5的操作机构的局部垂直正视图，但其中包括图24的U形连杆，并且该操作手柄在该打开位置之前从闭合位置朝打开位置移动。
图26是类似于图25所示的局部垂直正视图，但其中该操作机构位于打开位置。
图27是图2的弹簧杆(snap lever)的立体图。
图28是图25的操作机构的立体图，但其中该操作机构位于打开位置。
图29是根据本发明另一实施例的独立手柄连杆的立体图。
图30是类似于图3所示的操作机构的局部垂直正视图，但其中包括图29的独立手柄连杆，并且该操作手柄从打开位置朝闭合位置移动。
图31是类似于图30所示的局部垂直正视图，但其中该操作机构位于闭合位置。
图32是类似于图31所示的局部垂直正视图，但其中该操作手柄从闭合位置朝打开位置移动。
具体实施方式
下面将本发明应用于用于直流(DC)通信系统(例如60VDC)的断路器而对本发明进行说明。很明显，本发明可应用于包括那些用于工作在不同频率的交流(AC)系统的断路器的其它类型的断路器；应用于相对较小或较大的断路器，例如超小型或微型断路器；以及应用于一个广泛范围内的断路器应用场合，例如住宅的、商业的、工业的、航天的和汽车的。作为进一步的非限制性的示例，可以进行在一个宽频率范围(例如50、60、120、400Hz)内的AC(例如120、220、480-600VAC)操作和进行DC操作(例如42、60VDC)。
参照图1-6，一断路器10包括形成一壳体18的主腔室16(图2)的两个近似的半壳体12、14。该两个半壳体12、14通过适当的紧固件例如铆钉20固定在一起，该铆钉穿过该半壳体中的孔21(图2)。如图2中所示，该主腔室16容纳一操作机构或断路器组件22。美国专利No.3329913中说明了一断路器组件的示例，该专利在这里作为参考文献。
图2-6和10的示例性断路器组件22包括一由一活动触点臂26支承并与一静止触点28接合的活动触点24(在图2、6和10中示出)，该静止触点由一负载终端30支承并固定在图1的壳体18内。该活动臂26通过一柔性导体例如编织层32与形成电磁装置36的一部分的线圈34的一端电连接(图2)。该线圈34的另一端通过一柔性导体例如编织层35或其它适当的导体与一线路终端37电连接。
响应于一个或多个预先确定的电条件，电磁装置36折叠一连杆机构38以跳闸打开由壳体18内的触点24和28形成的可分离触点40(如在图2的打开位置和图31的闭合位置所示)。该触点24、28具有一闭合位置(图5和31)、一打开位置(图2)和一跳闸打开位置(图6)，这些位置由断路器组件22的相应位置确定。在闭合位置，通过线路终端37、编织层35、线圈34、编织层32、活动触点臂26、活动触点24、固定触点28和负载终端30形成断路器10的电路。
可折叠的连杆机构38是以下这种类型的，即在该可分离触点40跳闸打开以及使用者将操作手柄46(在图7和8内最好地示出)移动到断开或打开位置(图2)后，重新设置/复位或重新锁定。该操作手柄46具有一对应于可分离触点40的打开位置的打开位置(图2)，一对应于该可分离触点的闭合位置的闭合位置(图5)，和一对应于该(可分离)触点的跳闸打开位置的跳闸打开位置(图6)。
活动臂26由一主扭转弹簧47偏压向可分离触点40的打开位置(图2)。该活动臂26可枢转地安装在一销48上，该销被支承在一构架52的两个开口50内(在图22和23中最好地示出)。该销48的端部伸入半壳体12和14的相对侧壁上形成的孔(未示出)内以便在壳体18内恰当地定位和支承组件22。由活动臂26支承的另一个销54的端部与构架52的止挡表面56(在图23最好地示出)相接合，以便在臂26的打开位置限制其逆时针旋转(相对于图2)。虽未示出，但可以看出，由图2的表面56所提供的止挡机构可由例如从该半壳体12、14之一或两者向内延伸的凸出部形成。
该活动臂26还通过一U形连杆/活动触点臂销58与连杆机构38相连接，该连杆机构包括一杆系/连杆机构或可折叠的肘节组件60(图18)，该组件具有一第一连杆或肘节卡合连杆62(图2和18)和一第二连杆或U形连杆64(图2和18)。如图18所示，该U形连杆64具有一对平行支脚65，其中一个在图2中示出。该连杆机构38还包括一第三连杆，例如一个或两个独立手柄连杆66(在图11和16内最好地示出)。该卡合连杆62通过一连杆/弹簧销68或第一枢轴69与该独立手柄连杆66可枢转地连接(图4)。该连杆66的相对端部由被支承在构架52的两个开口72(图22和23内最好地示出)内的一销70或第二枢轴71可枢转地连接(图4)。销70的端部伸入半壳体12和14(图1)的相对侧壁上形成的孔(未示出)内以便在壳体18内恰当地定位和支承连杆66和操作手柄46。该一对连杆62、64具有一对应于可分离触点40的闭合位置的未弯折状态(图5)和一对应于该触点的跳闸打开位置的弯折状态(如由图6的复位杆92基本复位后所示)。
该连杆/弹簧销68将该一对独立手柄连杆66与卡合连杆62可枢转地相连接。该销68还是两个拉伸弹簧116、118(图16)合适地连接(例如通过使上〔相对于图16〕端部缠绕在销68的相应端上)在连杆机构38上的位置。该拉伸弹簧116、118的下(相对于图16)端部分别适当地安装(例如通过缠绕)在操作手柄46的两个细长臂120、122的端部124、126上。
卡合连杆62在一端可枢转地安装在该第一枢轴销68上，并且在该卡合连杆62在另一端通过一卡合/U形连杆紧固件172(图18)可枢转地安装在U形连杆64上。销58在活动触点臂26和U形连杆64的支脚65之间提供一第三枢轴59。连杆66在其一端可枢转地安装在该第一枢轴销68上，在其另一端可枢转地安装在用于该操作机构22的操作手柄46的销70上。在本示例性实施例中，该操作手柄64也围绕销70枢转。
如图8所示，一弹簧74缠绕在图2的销70(由虚线图示出)上，该弹簧的一端被构架52(由虚线图示出)偏压而另一端与手柄46的一表面75接触。弹簧74总是被压缩以便将手柄46沿逆时针方向(相对于图2)偏压到打开位置(断路器“断开”)。如图2所示，用于手动操纵该操作机构22的操作手柄46包括一穿过该壳体18的一开口77的第一或手柄部分76，一位于壳体18内的第二或内部部分78和一位于部分76、78之间的用于枢轴销70的开口79(图7)。当将可枢转的手柄46从打开位置(图2)向闭合位置(图5)移动时，肘节组件60和活动臂26均克服弹簧47的偏压力向下移动(相对于图2)，并移动该活动触点24使之与固定触点28接合以到达图5中所示的闭合(断路器“接通”)位置。
例如，在连杆机构38响应于一过负载而跳闸后，手柄弹簧74自动地使操作手柄46从图5的闭合位置朝图2的打开位置移动，并到达图6的跳闸打开位置，同时该肘节组件60处于弯折状态。当用手将该操作手柄46从跳闸打开位置移动到打开位置时，或如果操作手柄46的弹簧(未示出)中存在适当的弹力，则肘节组件60被重新锁定(下面将结合图2的复位凸轮或杆92进行说明)。尽管图6的手柄跳闸打开位置与图2的手柄断开位置几乎是相同的，但也可使用一不同的跳闸打开位置(例如中央手柄位置)。可选择地，通过适当的弹力可使该跳闸打开位置与该断开位置是相同的，并且不需要人为的干预来重新锁定该肘节组件60。
继续参照图2，一电动机机座80形成电磁装置36的一部分，在该电磁装置36上可固定有一延时电机管81，该延时电机管容纳一可克服一种适当的液体(例如油)(未示出)的延迟作用而移动的弹簧偏压可磁化铁心(spring biased magnetizable core)(未示出)，以便在由于特定过负载而使机构22跳闸之前提供延时。在专利3329913中特别说明了该电磁装置36的操作，为简短起见，这里仅结合本断路器10对其作一般的说明。
该电磁装置36包括一可枢转的钢电枢82和一围绕一电枢主弹簧销84设置的电枢弹簧83。该电枢82在该电枢主弹簧销84上枢转，该电枢主弹簧销84的端部被支承在机座80上的适当的孔85(仅示出一个孔)内。电枢82被电枢弹簧83顺时针偏压(相对于图2)，该电枢弹簧83的端部与机座80和电枢82的一部分相接合。当预先确定的过负载条件，例如流过可分离触点40的电流的一个或多个选定条件发生时，假设断路器10位于闭合位置(图5)，则根据该过负载条件，电枢82在一延时时间后或实际上立刻被吸向磁极86。电枢82朝磁极86的移动使相对延伸的跳闸指状件88逆时针(相对于图2和6)枢转并接合一运动传递件或卡合件(catch)89和使其枢转，该指状件88与该电枢82是一体的。
该运动传递件89是吸引在磁极86上的电枢82和锁合件90(图14和18-20)之间的连接件。该运动传递件89使电枢82的旋转方向反向并作用于锁合件90，以便使断路器10松开锁定和跳闸。具体地说，该可枢转的卡合件89相应地顺时针(相对于图2和6)枢转并与形成连杆机构38的一部分的锁合件90接合、使其枢转和跳闸。继而，在弹簧47的偏压下该肘节组件60折叠并且活动臂26向上移动以打开可分离触点24、28，如图6所示。该肘节组件60的折叠运动与操作手柄46的位置无关，该操作手柄46随后移动到图6的跳闸打开位置。
仍参照图2，操作机构或断路器组件22包括活动触点臂26、构架52、操作手柄46、连杆机构38、一复位凸轮或杆92、一弹簧杆94、一对拉伸弹簧116、118(图16)，以及一由电磁装置36形成的跳闸机构98。在可分离触点40的闭合位置(图5)该连杆机构38的锁合件90将连杆62、64保持在未弯折状态(图20)。锁合件90响应于跳闸机构98的卡合件89的顺时针(相对于图2)运动而逆时针枢转(参照图20)。继而，锁合件90释放连杆62、64以到达其弯折状态(图6)。
电磁装置36还包括一绕线管/绕线轴100，该绕线管/绕线轴100由一电动机机座80支承并且其上设有线圈34的绕线。一内齿锁紧垫圈102相对于电动机机座80固定该延时电机管81。
该线路终端和负载终端37、30还包括接纳子弹型端子106的螺纹104的螺纹开口103，该子弹型端子106由螺母108固定在适当的位置。
通常，优选地使用具有多个平行槽(未示出)的一电弧隔板110以熄灭在触点24、28之间延伸的电弧。
该主扭转弹簧47围绕该构架/活动触点臂销48设置，该弹簧47的一个或多个支脚(仅示出一个支脚)在图22的相应凹槽111处接合该构架52，该弹簧47的另一部分(仅示出尖端)与该活动触点臂26内的销54相接合，从而向可分离触点40的打开位置偏压活动触点臂26。该操作机构22还包括一触点超程弹簧(未示出)，其围绕活动触点臂26内的销54设置，该弹簧的一个支脚接合该活动触点臂26，该弹簧的另一支脚接合该U形连杆64，从而向该操作机构22的闭合位置偏压该触点臂26以使触点跳动最小。
如图16中最好地示出的，该示例性操作机构22还包括由枢轴销68形成的枢轴69。该操作手柄46的内部部分78包括位于图1的壳体18内的细长臂120、122。两个拉伸弹簧116、118分别在臂120、122的端部124、126和枢轴69之间延伸。该端部124、126设置在与手柄部分76相对的各细长臂120、122的末端上。每个拉伸弹簧116、118在操作手柄46的臂120、122中相应的一个和该第一枢轴销68之间在U形连杆64的相对侧上延伸。尽管(本申请)公开了两个拉伸弹簧116、118和两个细长臂120、122，但也可使用一组(例如，可去掉弹簧116或118；可去掉臂120或122)、两组或多组合适的弹簧和臂机构，其中该一个或多个弹簧机构中的每一个在一相应的臂机构和一枢轴之间延伸。可选择地，可使用任何合适的弹簧，例如一扭转弹簧或压缩弹簧。
拉伸弹簧116、118移动该操作机构22，以便通过在操作手柄46的端部124、126和操作机构22的枢轴69之间提供适当的力来闭合该可分离触点40。当该操作手柄46从打开位置(图2)朝其闭合位置(图5和13)移动时该拉伸弹簧116、118拉伸(通过图12中的弹簧116〔仅示出一个弹簧〕最好地示出)，以便适当地对该操作机构22的连杆62、64加载。
图2的复位凸轮或杆92通过一销128可枢转地安装在半壳体12、14上，并包括一第一臂130和一第二臂132。在本示例性的实施例中，该杆92是一模制件，该销128在(半壳体的)两个侧面上形成为两个凸出部(在图2中仅示出用于图1的半壳体14的一个凸出部)，该凸出部在半壳体12、14的凹槽(未示出)内枢转。当操作手柄46从跳闸打开位置(图6)移动到其打开位置(图2)时，该操作手柄46的臂120接合该复位杆92的第一臂130的一表面131。复位杆92相应地枢转(相对于图2顺时针)并移动其第二臂132，以使连杆62、64从弯折状态(图6)移动到其未弯折状态(图2)，该第二臂132具有一接合卡合连杆62并使其枢转的表面133。参照图5和图6，一弹簧(未示出)逆时针(相对于图2、5和6)偏压该复位杆92，以便在该操作手柄46的跳闸打开位置使该第一臂130和该表面131朝操作手柄46的臂120枢转。
参照图7和8，其中示出由模制塑料制成的操作手柄46的一个示例。该操作手柄46的第一或手柄部分76具有一第一侧面136、一第二侧面138、一通常为圆筒形的表面140、在该第一和第二侧面136、138之间通过的开口79、一设置在通常为圆筒形的表面140上的手柄部件144，和一用于接纳该连杆66的上(相对于图2)端部的开口145。该操作手柄46的第二部分78包括从该第一侧面136延伸的第一细长臂120和从该第二侧面138延伸的第二细长臂122。如在图16中最好地示出的，该细长的第一臂和第二臂120、122设置在该U形连杆64的相对侧面上。
图9示出另一操作手柄146，其包括一由模制塑料制成的第一部分148，和一具有一对由钢制成的细长的第一和第二臂152、153的细长的第二部分150。该操作手柄146的作用与图2-8的操作手柄46的作用是相同的。该模制部分148包括用于连杆66的上(相对于图2)端部的开口145和一对凹槽154(仅示出一个凹槽)，在该凹槽内适当地接合(例如压配合)臂152、153的相应的匹配部分155。尽管(本申请)公开了两种示例性的操作手柄46、146，但是也可使用采用一个或多个臂并由广泛的材料制成的一个广泛范围内的操作手柄。
参照图11，其中示出图2的独立手柄连杆66。如图16中所示，该操作机构22包括一对平行连杆66，每个该平行连杆66都在一端具有一开口155以便通过枢轴销68可枢转地安装在卡合连杆62的上端部(相对于图16)上，而在另一端具有一开口156以便通过枢轴销70可枢转地安装在操作手柄46上。
图14和15示出图2的锁合件90，其中图15示出一锁合表面158，其接合图18的卡合连杆62的一匹配表面159。该锁合件90还包括一对耳状件160、162，一凸出部164，一对止挡表面166和一松开表面168。
参照图16和17，操作机构22包括多种销和紧固件，其中包括：(1)构架/手柄销70，(2)一构架/弹簧杆销170，(3)位于活动触点臂26中的销54，(4)构架/活动触点臂销48，(5)用于独立手柄连杆66和卡合连杆62的连杆/弹簧销68，(6)卡合/U形连杆紧固件172(图18)，和(7)U形连杆/活动触点臂销58。在图17的右侧上，销58在该侧面上延伸以便于组装。销70、170和48安装在图1的两个半壳体12、14的对应开口(未示出)中。销54为可分离触点40的打开位置提供超程止挡。如在图17中最好地示出的，销54的长度稍短于销70、170和48的长度。
图18-21示出图2的连杆机构38，它包括图18-20的连杆机构或可折叠的肘节组件60和锁合件90，以及一弹簧部件，例如图21中示例性的锁合件偏压线结构(lock bias wire form)180。该肘节组件60包括肘节卡合连杆62、具有一基部182和平行支脚65的U形连杆64，和卡合/U形连杆紧固件172。如图20所示，该锁合件90可枢转地安装在该U形连杆支脚65上并基本上位于该U形连杆支脚65之间。该卡合连杆62通过该卡合/U形连杆紧固件172可枢转地安装在该U形连杆支脚65之间。锁合件90优选地由锌基压铸合金铸件制成，但也可使用任何合适的材料和制造方法。卡合连杆62和U形连杆64在该操作机构22的闭合位置(图5)具有第一或未弯折状态(图20)，并在图6的跳闸打开位置具有第二或弯折状态。当锁合件90的锁合表面158接合并固定该卡合连杆62的匹配表面159(图18)时，该锁合件90在闭合位置保持未弯折状态。图2的跳闸机构98的卡合件89形成具有一表面184的部件，该表面184接合该锁合件90的松开表面168。继而，该锁合件90逆时针(相对于图18-20)枢转，从而使得锁合表面158释放卡合连杆62的匹配表面159，这样在跳闸打开位置释放连杆62、64到弯折状态。该卡合连杆62优选地由压铸材料制成，该U形连杆64优选地由不锈钢制成，但是也可使用任何合适的材料。
该U形连杆的基部182和支脚65形成U形，其中每个支脚包括一切口部分186、一枢轴部分188和一止挡部分190。如图18、19和20所依次示出的，在锁合件90的每一个耳状件160、162可枢转地接合U形连杆64的支脚枢轴部分188中的对应的一个之前，该锁合件90穿过该支脚切口部分186。
如图14和20中所示，锁合件90的止挡表面166与凸出部164相对，其中每一个该止挡表面166与U形连杆支脚65的对应的止挡部分190相接合。在图20中移去其中一个支脚65以示出与锁合件90的锁合表面158相接合的该卡合连杆62的匹配表面159，以便在操作机构22的闭合位置保持连杆62、64的未弯折状态。跳闸卡合件89的表面184接合锁合件松开表面168(图18)以使锁合件90围绕该U形连杆64的支脚枢轴部分188枢转。这使得锁合件锁合表面158与卡合连杆的匹配表面159脱离接合，并在跳闸打开位置释放连杆62、64到弯折状态。
如图2和21所示，锁合件偏压线机构180包括一第一端部196和一第二端部198，该第二端部198在锁合件90的凸出部164附近接合该锁合件90，以防止该线结构180从锁合件90滑落并在该U形连杆支脚65之间将该锁合件可枢转地固定在适当位置。该线结构180还保持锁合件90紧靠在U形连杆止挡部分190上。该锁合件偏压弹簧/锁合件偏压线机构180通常设置在图18的U形连杆支脚65之间。一枢轴199由该构架/活动触点臂销48形成。该弹簧第一端部196接合该枢轴199，该弹簧第二端部198接合该锁合件90。该弹簧第一端部196包括一对支脚202、204。该U形连杆支脚65包括开口206(仅示出一个开口)，其中每个弹簧支脚202、204穿过开口206中相应的一个并接合枢轴199。
弹簧180优选地由一根合适的金属线210形成，该金属线210包括一形成第一支脚202的第一L形部分212，一形成弹簧第二端部198的U形部分214，和一形成第二支脚204的第二L形部分216。第一和第二L形部分212、216中的每一个均具有一支脚部分218和一足形部分220，其中每个足形部分220穿过U形连杆支脚65的开口206中相应的一个。该U形部分214具有一接合锁合件90的基部222，还具有一对支脚224、226。每一个该支脚224、226与弹簧第一端部196的支脚202、204中相应的一个同等延伸并形成一弯曲部分228。该弯曲部分228接合图2的枢轴199。
参照图22、23、25和26，其中示出图2的构架52。该构架52固定地设置在壳体18内，并包括一凸片或止挡件230，一止挡表面232，一基部234和两个平行侧面236、238。如图25所最好地示出的，凸片230在闭合位置(图5)接合独立手柄连杆66并阻止其运动。凸片230与基部234相连接并设置在平行侧面236、238之间。凸片230具有一第一端部240和一第二端部242，其中该第一端部240连接到基部234上并位于平行侧面236、238之间，而该第二端部242在闭合位置接合独立手柄连杆66并阻止其运动。该第二端部242具有止挡表面232，该止挡表面232平行于基部234，并且在闭合位置接合独立手柄连杆66并阻止其运动。该构架52还包括用于图2的枢轴199的开口50和枢轴71的开口72，其中该活动触点臂26可枢转地安装在枢轴199上。两个平行侧面236、238具有一第一端部246和一第二端部248。操作手柄46可枢转地安装在该第一端部246上。活动触点臂26可枢转地安装在第二端部248上。每个该构架侧面236、238都具有止挡表面56。如图2所示，在操作机构22的打开位置活动触点臂26的销54接合这些止挡表面56。
图24-26示出一可选择的U形连杆252和一相应的操作机构254。除了增加U形连杆252来代替图2的U形连杆64之外，操作机构254与操作机构22相同。U形连杆252和卡合连杆62形成一连杆机构256。该U形连杆252包括一凸出部258，其中构架52的凸片230在打开位置(图26)接合该凸出部258并阻止连杆机构256运动。与图2的U形连杆64不同，U形连杆252的凸出部258在打开位置(图26)接合构架的凸片230并阻止连杆机构256运动，从而防止活动触点臂26超程。该凸出部258还偏压U形连杆252和卡合连杆62，以便当断路器跳闸时连杆62、252以合适的方式折叠。否则，如果这些连杆以错误的方式(即，朝图26右侧的锐角)折叠，则复位杆92将不能正确地工作。
从图2(操作手柄46和操作机构22都位于相应的打开位置)，到图3(操作手柄46从打开位置向闭合位置移动，操作机构22位于打开位置)，到图4(操作手柄46进一步朝闭合位置移动，所示为正好在可分离触点40的闭合位置之前以及正好在操作手柄46的快速闭合位置(snap closedposition)之前，并且操作机构22位于打开位置)，到图5(操作手柄46、可分离触点40和操作机构22均位于闭合位置)的转变表示出闭合操作机构22、254的可分离触点40的顺序。
在图27中最好地示出图2的弹簧杆94。从功能上看，该弹簧杆94在可分离触点40的打开位置(图2-4)保持该活动触点臂26，并当操作手柄46从打开位置(图2)向其闭合位置(图5)移动时释放该活动触点臂26(在图4和5之间)。这一释放位置是操作手柄46的快速闭合位置。当操作手柄46到达该位置时，通过一个快速闭合动作而释放拉伸弹簧116、118的负载。具体地说，弹簧杆94最初保持包括U形连杆64的连杆机构60(图18)(或包括图25的U形连杆252的连杆机构256)，从而在可分离触点40的打开位置保持活动触点臂26。当操作手柄46从打开位置(图2)朝闭合位置(图5)移动到快速闭合位置时，该弹簧杆94在图4和5的位置之间释放连杆机构60、U形连杆64和活动触点臂26。因为在闭合可分离触点40时U形连杆252和操作机构254与U形连杆64和操作机构22的作用方式相同，因此弹簧杆94对于操作机构22、254的作用均相同。该弹簧杆94可与任何合适的连杆机构和操作机构一起使用。
参照图4、5和27，该弹簧杆94在构架/弹簧杆销170上枢转。该弹簧杆94包括一第一端部260和一第二端部262。该第一端部260靠在构架52(在图4和5中切去其一部分以示出该弹簧杆94)上，以便提供弹力推回该弹簧杆94以保持U形连杆64(如图3所示)。该弹簧杆第二端部262包括一表面或杯形件266。该U形连杆64还具有一被该杯形件266保持(如图3所示)的膝状部分或止挡件(detent)268。在操作手柄46的快速闭合位置(图4和5之间)，该操作手柄46的细长臂120、122上的表面270(仅示出一个表面)与弹簧杆94的表面或肩部272相接合。继而，该弹簧杆的第二端部262顺时针(相对于图4和5的销170)枢转，并且该杯形件266释放该U形连杆止挡件268，从而使拉伸弹簧116、118的负载可以驱动连杆62、64，继而驱动支承活动触点24的活动触点臂26朝固定触点28移动，以便快速闭合该可分离触点40。如图5所示，臂120、122还按压该弹簧杆94，以便在闭合位置避开U形连杆64。
图2、3和16示出操作机构22在操作机构22的打开位置(图2)和保持位置(capture position)(图3和16)之间的转变。图28类似地示出操作机构254的打开位置。该保持位置为相应的操作机构22、254随后的快速闭合操作作准备。当操作手柄46从操作机构22的闭合位置(图5)移动到打开位置(图2)时，U形连杆止挡件268朝该弹簧杆第一端部260(图27)和构架52压缩该弹簧杆第二端部262(如图2所示)。然后，当操作手柄46从打开位置(图2和28)向闭合位置(图5)移动时，U形连杆止挡件268朝该弹簧杆的杯形件266移动，该杯形件266在操作机构22的保持位置(图3和16)保持该U形连杆止挡件268。
图27的示例性的弹簧杆94优选地由弹性材料，例如弹簧钢制成，且通常为V型并具有一第一臂部分274、一弯曲部分276和一第二臂部分278。该部分274、278形成一弹簧机构280，同时该第二臂部分278包括弹簧杆表面266、272。该第一臂部分274包括与弯曲部分276相连接的一对弹簧机构，例如平行臂282、284。该弹簧杆弯曲部分276环绕枢轴销170设置(图4和5)，其中该第一和第二臂部分274、278设置在该销的相对侧面上。
图29-32示出一可选择的独立手柄连杆286和包括一柔性悬臂杆290的操作机构288，该悬臂杆290固定在壳体292内。该独立手柄连杆286具有一凸出部294，其接合该柔性悬臂杆290的第一表面296并在操作机构288的打开位置保持该连杆286。尽管使用两个相同的连杆(仅示出一个)286以便减小元件数量，但连杆286中只有一个需要(设置)凸出部294。当操作手柄46从打开位置顺时针(相对于图30)移动到闭合位置时，该柔性悬臂杆290向下(相对于图30)弯曲并释放连杆286的凸出部294。因此，这在操作手柄46使操作机构288从打开位置(刚好在图30之前)朝闭合位置(图31)移动到快速闭合位置(刚好在图30之后)时，释放了连杆286和连杆62、64。
该柔性悬臂杆290延迟独立手柄连杆286和由连杆62、64形成的连杆机构或可折叠的肘节组件60的运动。这使得当操作手柄46从操作机构288的打开位置移动到快速闭合位置时，拉伸弹簧116和118(如图16中所示)能够拉伸。因此，这对连杆机构60加载直到柔性悬臂杆29弯曲并释放独立手柄连杆286的凸出部294。通过一快速闭合动作而释放拉伸弹簧116、118的负载，以便该弹簧驱动连杆机构60并朝固定触点28驱动支承活动触点24的活动触点臂26。
如图30所示，该示例性的柔性悬臂杆290的形状为反向的T形，并具有一固定在壳体292上的基部298和一在该壳体内延伸的悬臂部分300。该悬臂部分300具有一带有第一表面296的第一侧面和一带有第二表面302的相对的第二侧面。该独立手柄连杆凸出部294接合该第一侧面并将该独立手柄连杆286保持在该操作机构288的打开位置。当操作手柄46使操作机构288从打开位置向闭合位置移动时，该连杆凸出部294将首先接触该柔性悬臂杆290的侧面296。当连杆286、62、64移动时，它们使得悬臂杆290相对于图30向下变形，并且凸出部294沿该侧面296滑动直到到达端部表面301。当凸出部294脱离(与该侧面的)接触并且悬臂杆290向上弹回到图30的水平位置时，仍可能与端部表面301存在一些接触。
相反地，参照图32，当操作手柄46从闭合位置朝打开位置移动时，悬臂部分300弯曲(相对于图32向上)并最终释放凸出部294。除了增加柔性悬臂杆290和独立手柄连杆286，以及去掉独立手柄连杆66、弹簧杆94和复位杆92以外，该操作机构288与图2的操作机构22是相同的。
由于操作机构288不使用复位杆92，所以使用另一合适的复位机构将连杆62、64从其弯折状态(未示出)复位到未弯折状态(图30)。这里，有利地使用柔性悬臂杆290将连杆62、64锁合在适当位置。
尽管没有示出，但一位置指示器，例如一钢冲压件适当地安装在图2的活动触点臂26上。该位置指示器可包括例如一永久磁铁(未示出)。一霍尔探头(未示出)可安装在断路器10的外侧。该霍尔探头检测该永久磁铁并从而指示该活动触点臂26的打开或闭合位置。
该弹簧杆94在该构架/弹簧杆销170上枢转，该销被该构架52固定在适当的位置。该弹簧杆94的一个端部靠在该构架52的基部234上，以便提供一弹力将该弹簧杆推回其起始位置。该弹簧杆94的另一端部形成杯形件266以保持U形连杆64的止挡件268。当断路器10在打开位置起动并朝闭合位置移动时，操作机构22向下推动U形连杆64直到弹簧杆94将其俘获。该弹簧杆94将U形连杆64保持在杯形件266内，同时拉伸弹簧116，118被拉伸并适当地负载有能量。使用独立手柄连杆66，以便将该直接的连杆机构和该操作手柄46分离并实现一种快速闭合的作用效果。连杆机构与操作手柄46的分离使得两个拉伸弹簧116、118可以被加到该细长的操作手柄臂120、122上，以便提供合适的力来快速闭合该操作机构22。这大大提高了该操作机构的开关性能。当操作手柄46从打开位置朝闭合位置移动一段适当距离时，该细长的操作手柄臂120、122接触该弹簧杆的肩部272，并推开该弹簧杆94，从而可以用该拉伸弹簧116、118的弹簧能量来快速闭合该操作机构22。
尽管已经详细说明了本发明的特定实施例，但是本技术普通技术人员应理解，根据本申请所公开的所有教导可对这些细节进行多种变型和选择。因此，所公开的具体结构仅是示例性的而并不限制本发明的范围，该范围将由后附的权利要求书的全部内容以及其任何的和所有的等同物给定。
参考标号列表
10断路器
12近似半壳体
14近似半壳体
16主腔室
18壳体
20适当的紧固件，例如铆钉
21孔
22操作机构或断路器组件
24活动触点
26活动触点臂
28静止触点
30负载终端
32柔性导体，例如一编织层
34线圈
35柔性导体，例如一编织层
36电磁装置
37线路终端
38连杆机构
40可分离触点
46手柄
47主扭转弹簧
48构架/活动触点臂销
50两个开口
52构架
54位于活动触点臂内的销
56止挡表面
58销
60连杆机构或可折叠肘节组件
62第一连杆或肘节卡合连杆
64第二连杆或U形连杆
65平行支脚
66第三连杆，例如一个或两个独立手柄连杆
68连杆/弹簧销
69第一枢轴
70构架/手柄销
71第二枢轴
72两个开口
74弹簧
75表面
76手柄部分
77壳体的开口
78内部部分
79开口
80电动机机座
81延时电机管
82电枢
83电枢弹簧
84电枢主弹簧销
85孔
86电极
88相对延伸的跳闸指状件
89卡合件或运动传递件
90锁合件
92复位杆
94弹簧杆
98跳闸机构
100绕线管/绕线轴
102内齿锁紧垫圈
103螺纹开口
104螺纹
106子弹型端子
108螺母
110电弧隔板
111凹槽
116拉伸弹簧
118拉伸弹簧
120细长臂
122细长臂
124端部
126端部
128销
130第一臂
131表面
132第二臂
133表面
136第一侧面
138第二侧面
140通常为圆筒形的表面
144手柄部件
145开口
146操作手柄
148第一部分
150细长的第二部分
152细长的第一臂
153细长的第二臂
154凹槽
155匹配部分
156开口
157开口
158锁合表面
159匹配表面
160耳状件
162耳状件
164凸出部
166止挡表面
168松开表面
170构架/弹簧杆销
172卡合/U形连杆紧固件
180锁合件偏压线结构
182基部
184卡合表面
186切口部分
188枢轴部分
190止挡部分
196第一端部
198第二端部
199枢轴
202支脚
204支脚
206开口
210合适的金属线
212第一L形部分
214U形部分
216第二L形部分
218支脚部分
220足形部分
222基部
224支脚
226支脚
228弯曲部分
230凸片或止挡件
232止挡表面
234基部
236平行侧面
238平行侧面
240第一端部
242第二端部
246第一端部
248第二端部
252U形连杆
254操作机构
256连杆机构
258凸出部
260第一端部
262第二端部
266杯形件
268止挡件
270表面
272表面或肩部
274第一臂部分
276弯曲部分
278第二臂部分
280弹簧机构
282第一平行臂
284第二平行臂
286独立手柄连杆
288操作机构
290柔性悬臂杆
292壳体
294凸出部
296第一表面
298基部
300悬臂部分
301端部表面
302第二表面