本發(fā)明大體上涉及斷路器，并且更具體地涉及無(wú)閂鎖斷路器(latch-freeactuators)。

背景技術(shù)：

斷路器(circuitbreakers)是設(shè)計(jì)成保護(hù)電路免受由過(guò)載或短路引起的破壞的自動(dòng)操作的電子開(kāi)關(guān)?；竟δ苁菣z測(cè)故障狀態(tài)以及中斷電流。

一般地，在斷路器中，由具有分離的第一可接合構(gòu)件和第二可接合構(gòu)件的閂鎖機(jī)構(gòu)保持電觸點(diǎn)閉合。最初地，第一構(gòu)件可以定位成接觸第二構(gòu)件以限制以及阻止第二構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)以便將電觸點(diǎn)保持在閉合位置?？梢酝ㄟ^(guò)使第一構(gòu)件運(yùn)動(dòng)或樞轉(zhuǎn)而脫離與第二構(gòu)件的接合來(lái)觸發(fā)閂鎖機(jī)構(gòu)，以允許第二構(gòu)件運(yùn)動(dòng)并且斷開(kāi)電觸點(diǎn)。

另外，斷路器通常包括允許電觸點(diǎn)從完全斷開(kāi)位置快速閉合至閉合位置的“快速閉合”特征。電觸點(diǎn)的閉合速度與由使用者操作的手柄如何被用于執(zhí)行電觸點(diǎn)從斷開(kāi)位置的閉合無(wú)關(guān)，即，接觸速度與手柄運(yùn)動(dòng)得多快或多慢無(wú)關(guān)。傳統(tǒng)的偏心撥動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了相對(duì)于彈簧張力的連桿取向的改變，使得在手柄運(yùn)動(dòng)中的某一臨界點(diǎn)處，力的平衡將引起連桿的快速旋轉(zhuǎn)以使觸點(diǎn)快速閉合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

通過(guò)在一個(gè)實(shí)施例中提供斷路器來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷以及提供另外的優(yōu)勢(shì)。斷路器包括例如殼體、附連至殼體的固定電觸點(diǎn)、可操作地、可動(dòng)地附連至殼體的活動(dòng)臂以及致動(dòng)器機(jī)構(gòu)，第二端部具有與固定電觸點(diǎn)可釋放地接觸的電觸點(diǎn)。致動(dòng)器機(jī)構(gòu)包括第一偏置裝置、第二偏置裝置以及可縮性支架，第一偏置裝置可操作為施加力以使活動(dòng)臂沿第一方向運(yùn)動(dòng)從而斷開(kāi)電觸點(diǎn)，第二偏置裝置可操作為施加力以使活動(dòng)臂沿第二方向運(yùn)動(dòng)從而閉合電觸點(diǎn)，可縮性支架具有限定大致筆直軸線的剛性構(gòu)造和限定非筆直軸線的柔性構(gòu)造?？煽s性支架可以以剛性構(gòu)造操作以沿著筆直軸線支承由于第一偏置裝置引起的并對(duì)抗第一偏置裝置的壓縮力，由此阻止活動(dòng)臂沿第一方向運(yùn)動(dòng)以斷開(kāi)電觸點(diǎn)，同時(shí)第二偏置裝置可操作以施加力從而使活動(dòng)臂沿第二方向運(yùn)動(dòng)以閉合電觸點(diǎn)?？梢酝ㄟ^(guò)向可縮性支架施加脫扣力來(lái)操作可縮性支架，以將剛性構(gòu)造轉(zhuǎn)變成柔性構(gòu)造，從而撤銷對(duì)壓縮力的支承并且允許通過(guò)第一偏置裝置使活動(dòng)臂沿第一方向運(yùn)動(dòng)以斷開(kāi)電觸點(diǎn)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種用于致動(dòng)斷路器以斷開(kāi)電觸點(diǎn)的方法，包括例如：施加第一力，第一力可操作以使活動(dòng)臂沿第一方向運(yùn)動(dòng)以斷開(kāi)電觸點(diǎn)；施加第二力，第二力可操作以使活動(dòng)臂沿第二方向運(yùn)動(dòng)以閉合電觸點(diǎn)，利用以限定筆直軸線的剛性構(gòu)造布置的可縮性支架沿著筆直軸線支承由于施加至活動(dòng)臂的第一力引起的并對(duì)抗第一力的壓縮力，以阻止閉合的電觸點(diǎn)的斷開(kāi)；以及向可縮性支架施加脫扣力以將剛性構(gòu)造轉(zhuǎn)變至具有非筆直軸線的柔性構(gòu)造，并且撤銷對(duì)壓縮力的支承以允許閉合的電觸點(diǎn)的斷開(kāi)。

本發(fā)明一具體實(shí)施例中，提供一種斷路器，其包括：殼體；固定電觸點(diǎn)，所述固定電觸點(diǎn)附連至所述殼體；活動(dòng)臂，所述活動(dòng)臂能夠可操作地、可動(dòng)地附連至所述殼體，第二端部具有能夠與所述固定電觸點(diǎn)可釋放地接觸的電觸點(diǎn)；以及致動(dòng)器機(jī)構(gòu)，所述致動(dòng)器機(jī)構(gòu)包括：第一偏置裝置，所述第一偏置裝置能夠操作以施加力而使所述活動(dòng)臂沿第一方向運(yùn)動(dòng)，從而斷開(kāi)所述電觸點(diǎn)；第二偏置裝置，所述第二偏置裝置能夠操作以施加力而使所述活動(dòng)臂沿第二方向運(yùn)動(dòng)，從而閉合所述電觸點(diǎn)；可縮性支架，所述可縮性支架具有限定大致筆直軸線的剛性構(gòu)造和限定非筆直軸線的柔性構(gòu)造；所述可縮性支架能夠以所述剛性構(gòu)造操作以沿著所述筆直軸線支承由于所述第一偏置裝置引起的并對(duì)抗所述第一偏置裝置的壓縮力，以便阻止所述活動(dòng)臂沿所述第一方向運(yùn)動(dòng)以斷開(kāi)所述電觸點(diǎn)，同時(shí)所述第二偏置裝置能夠操作以施加所述力而使所述活動(dòng)臂沿所述第二方向運(yùn)動(dòng)以閉合所述電觸點(diǎn)；以及所述可縮性支架能夠通過(guò)向所述可縮性支架施加脫扣力來(lái)操作，以將所述剛性構(gòu)造轉(zhuǎn)變成所述柔性構(gòu)造，從而撤銷對(duì)所述壓縮力的支承并且允許所述活動(dòng)臂通過(guò)所述第一偏置裝置沿所述第一方向運(yùn)動(dòng)以斷開(kāi)所述電觸點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述斷路器還包括手柄，所述手柄可操作地附連至所述可縮性支架，用于以所述剛性構(gòu)造布置所述可縮性支架，所述可縮性支架能夠操作以支承由于所述第一偏置裝置引起的并對(duì)抗所述第一偏置裝置的所述壓縮力，以便阻止所述活動(dòng)臂沿所述第一方向運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述斷路器還包括阻擋構(gòu)件，所述阻擋構(gòu)件能夠與所述活動(dòng)臂可釋放地接合，以用于在所述手柄響應(yīng)于所述第二偏置裝置而運(yùn)動(dòng)以閉合所述電觸點(diǎn)時(shí)將所述活動(dòng)臂臨時(shí)保持在所述電觸點(diǎn)斷開(kāi)的位置中。

進(jìn)一步地，所述脫扣力小于所述壓縮力。

進(jìn)一步地，所述脫扣力包括施加至所述可縮性支架的線性力和/或力矩。

進(jìn)一步地，所述斷路器還包括用于施加脫扣力以使所述可縮性支架從所述剛性構(gòu)造轉(zhuǎn)變至所述柔性構(gòu)造的觸發(fā)器。

進(jìn)一步地，所述可縮性支架包括具有彎曲截面的長(zhǎng)形構(gòu)件。

進(jìn)一步地，所述可縮性支架包括能夠以所述剛性構(gòu)造和所述柔性構(gòu)造操作的整體實(shí)心可縮性支架。

進(jìn)一步地，所述可縮性支架包括可再用可縮性支架，其中所述柔性構(gòu)造包括彈性柔性構(gòu)造。

進(jìn)一步地，所述可縮性支架包括能夠以所述剛性構(gòu)造和所述柔性構(gòu)造操作的多個(gè)可縮性支架。

進(jìn)一步地，所述可縮性支架包括多個(gè)剛性聯(lián)接件。

進(jìn)一步地，所述可縮性支架包括一對(duì)聯(lián)接件，在所述一對(duì)聯(lián)接件之間具有鉸鏈接頭，在所述剛性構(gòu)造中限制所述鉸鏈接頭運(yùn)動(dòng)，在所述柔性構(gòu)造中所述鉸鏈接頭能夠運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，第二方向與所述第一方向相反。

進(jìn)一步地，所述第一偏置裝置包括彈簧，所述第二偏置裝置包括彈簧。

進(jìn)一步地，所述活動(dòng)臂包括第一端部和第二端部，所述第一端部被樞轉(zhuǎn)地或固定地限制。

本發(fā)明一具體實(shí)施例中，提供一種用于致動(dòng)斷路器以斷開(kāi)電觸點(diǎn)的方法，所述方法包括：施加第一力，所述第一力能夠操作以使活動(dòng)臂沿第一方向運(yùn)動(dòng)以斷開(kāi)所述電觸點(diǎn)；施加第二力，所述第二力能夠操作以使活動(dòng)臂沿第二方向運(yùn)動(dòng)以閉合所述電觸點(diǎn)；利用以限定筆直軸線的剛性構(gòu)造布置的可縮性支架沿著所述筆直軸線支承由于施加至所述活動(dòng)臂的所述第一力引起的并對(duì)抗所述第一力的壓縮力，以阻止閉合的所述電觸點(diǎn)的斷開(kāi)；以及向可縮性支架施加脫扣力，以將所述剛性構(gòu)造轉(zhuǎn)變至具有非筆直軸線的柔性構(gòu)造，并且撤銷對(duì)所述壓縮力的支承以允許閉合的所述電觸點(diǎn)的斷開(kāi)。

進(jìn)一步地，所述方法還包括使可操作地附連至所述可縮性支架的手柄運(yùn)動(dòng)，以用于以所述剛性構(gòu)造布置所述可縮性支架，所述可縮性支架能夠操作為支承由于用以斷開(kāi)閉合的所述電觸點(diǎn)的所述第一力引起的并對(duì)抗所述第一力的壓縮力。

進(jìn)一步地，所述方法還包括使阻擋構(gòu)件與所述活動(dòng)臂可釋放地接合，以用于在所述手柄響應(yīng)于所述第二偏置裝置而運(yùn)動(dòng)以閉合所述電觸點(diǎn)時(shí)將所述活動(dòng)臂臨時(shí)保持在所述電觸點(diǎn)斷開(kāi)的位置中。

進(jìn)一步地，所述方法還包括重新定位所述可縮性支架以使所述可縮性支架返回到所述剛性構(gòu)造，從而支承由于用以斷開(kāi)閉合的所述電觸點(diǎn)的所述第一力引起的并對(duì)抗所述第一力的壓縮力。

進(jìn)一步地，所述脫扣力小于所述壓縮力。

進(jìn)一步地，所述觸發(fā)包括向所述可縮性支架施加線性力和/或力矩。

進(jìn)一步地，所述可縮性支架包括整體實(shí)心可縮性支架。

進(jìn)一步地，所述可縮性支架包括多個(gè)可縮性支架。

進(jìn)一步地，所述可縮性支架包括具有彎曲截面的長(zhǎng)形構(gòu)件。

進(jìn)一步地，所述柔性構(gòu)造包括彎曲構(gòu)造。

進(jìn)一步地，所述可縮性支架包括可再用可縮性支架，其中所述柔性構(gòu)造包括彈性彎曲構(gòu)造。

進(jìn)一步地，所述可縮性支架包括多個(gè)聯(lián)接件。

進(jìn)一步地，所述可縮性支架包括一對(duì)聯(lián)接件，在所述一對(duì)聯(lián)接件之間具有鉸鏈接頭，在所述剛性構(gòu)造中限制所述鉸鏈接頭運(yùn)動(dòng)，在所述柔性構(gòu)造中所述鉸鏈接頭能夠運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述活動(dòng)臂包括第一端部和第二端部，所述第一端部被樞轉(zhuǎn)地或固定地限制。

進(jìn)一步地，第二方向與所述第一方向相反。

附圖說(shuō)明

從本發(fā)明的各個(gè)方面的接合附圖的以下詳細(xì)說(shuō)明中將更清楚地理解本發(fā)明的上述以及其他特征、方面和優(yōu)勢(shì)，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的布置在on狀態(tài)或位置上的部分剖切的斷路器的透視圖；

圖2是圖1的布置在斷開(kāi)off位置的斷路器的部分剖切的透視圖；

圖3-5是示出從斷開(kāi)的off狀態(tài)或位置向閉合的on狀態(tài)或位置的轉(zhuǎn)變的圖1的斷路器的部分剖切的透視圖和側(cè)視圖；

圖6是圖1的斷路器的具有施加至可縮性支架以開(kāi)始從閉合位置向斷開(kāi)位置轉(zhuǎn)變的脫扣力的部分剖切的側(cè)視圖；

圖7是圖1的斷路器的側(cè)視圖，其中斷路器在脫扣以及從閉合位置轉(zhuǎn)變至斷開(kāi)位置之后處于斷開(kāi)位置；

圖8是圖1的斷路器的可縮性支架的透視圖；

圖9是圖8的支承件的可縮性構(gòu)件的主視圖；

圖10是沿著圖9的線10-10截取的可縮性支架的可縮性構(gòu)件的橫截面圖；

圖11是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的可縮性支架的主視圖；

圖12是圖11的可縮性支架的側(cè)視圖；

圖13是圖11的可縮性支架的端部部分的放大側(cè)視圖；

圖14是沿著圖11中的線14-14截取的可縮性支架的放大橫截面視圖；

圖15是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的可縮性支架的示意圖；

圖16和圖17示意性地示出了根據(jù)圖15的可縮性支架的實(shí)施例的從剛性模式向柔性模式的轉(zhuǎn)變，其中以剛性模式限制內(nèi)部回轉(zhuǎn)件；

圖18和圖19示意性地示出了根據(jù)圖15的可縮性支架的實(shí)施例的從剛性模式向柔性模式的轉(zhuǎn)變，其中通過(guò)相互接觸和限制旋轉(zhuǎn)的連接件的特征零件以剛性模式限制內(nèi)部回轉(zhuǎn)件；

圖20是圖1的斷路器的阻擋構(gòu)件的主視圖；

圖21是圖20的阻擋構(gòu)件的側(cè)視圖；

圖22是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于致動(dòng)活動(dòng)臂的方法的流程圖；

圖23是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于致動(dòng)斷路器以斷開(kāi)電觸點(diǎn)的方法的流程圖；

圖24是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使活動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)以執(zhí)行快速接通特征的方法的流程圖；

圖25是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于致動(dòng)斷路器以斷開(kāi)和閉合電觸點(diǎn)的方法的流程圖；

圖26是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的斷路器的透視圖；

圖27是圖26的布置在斷開(kāi)off位置的斷路器的部分剖切的側(cè)視圖；

圖28是示出開(kāi)始從斷開(kāi)off位置向閉合位置轉(zhuǎn)變的圖26的斷路器的部分剖切的側(cè)視圖；

圖29是圖26的布置在閉合on位置的斷路器的部分剖切的側(cè)視圖；

圖30是圖26的斷路器的部分剖切的側(cè)視圖，其中脫扣力施加至可縮性支架以開(kāi)始從閉合位置向斷開(kāi)位置轉(zhuǎn)變；

圖31是用于水平負(fù)載的主效果圖；

圖32是用于屈曲載荷的主效果圖；以及

圖33是用于屈曲處的軸向和沖擊的主效果圖。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖中示出的非限制性示例更加全面地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例及其一些特征、優(yōu)勢(shì)和細(xì)節(jié)。眾所周知的材料、加工技術(shù)等等的說(shuō)明被省略以免非必要地使本發(fā)明的細(xì)節(jié)模糊。然而，應(yīng)該理解的是詳細(xì)說(shuō)明和特定示例雖然示出了本發(fā)明的實(shí)施例，但是其僅以例示方式而非通過(guò)限制方式給出。在下述發(fā)明構(gòu)思的精神和/或范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員從本發(fā)明中將更清楚地理解各種替代、改進(jìn)、增加和/或布置。

本發(fā)明在一些實(shí)施例中采用了比如為撓性構(gòu)件或具有剛性構(gòu)造或用于以壓縮方式支承力的模式的多個(gè)剛性聯(lián)接的可縮性支架，可縮性支架基于脫扣或屈曲轉(zhuǎn)變至柔性構(gòu)造或順應(yīng)模式。這種技術(shù)可被應(yīng)用于用于觸發(fā)比如為斷路器的系統(tǒng)的致動(dòng)器/脫扣機(jī)構(gòu)。還可以提供阻擋構(gòu)件用于臨時(shí)限制這種致動(dòng)器/脫扣機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，由此將致動(dòng)器/脫扣機(jī)構(gòu)制作成快速接通致動(dòng)器/脫扣機(jī)構(gòu)。

如將從以下論述中理解的，本發(fā)明的技術(shù)可以提供可操作用于將電觸點(diǎn)保持在閉合位置以及用于斷開(kāi)電觸點(diǎn)的致動(dòng)器和斷路器，其可以利用與采用閂鎖機(jī)構(gòu)以將電觸點(diǎn)保持在閉合位置以及用于斷開(kāi)電觸點(diǎn)的致動(dòng)器和斷路器相比的更少零件、更低成本以及更易于制造提供簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的這種技術(shù)可以提供與采用閂鎖機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)斷路器相比具有增強(qiáng)性能特性的斷路器。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的比如為無(wú)閂鎖斷路器的斷路器10的實(shí)施例。例如，如圖1所示，斷路器10布置在on狀態(tài)或位置。圖1的實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的特征，然而可以理解的是本發(fā)明不限于圖1中示出的斷路器的構(gòu)造。

斷路器10大致包括框架20、固定接觸臂(stationarycontactarm)30、活動(dòng)接觸臂(movablecontactarm)40和致動(dòng)器/觸發(fā)機(jī)構(gòu)(actuator/triggermechanism)100。致動(dòng)器/觸發(fā)機(jī)構(gòu)100可以大致包括可縮性支架110、手柄120、曲柄130、阻擋構(gòu)件150和脫扣桿160。如以下更詳細(xì)地說(shuō)明的，可縮性支架可以具有限定筆直軸線的剛性構(gòu)造和限定非筆直軸線的柔性構(gòu)造?？煽s性支架能夠以剛性構(gòu)造操作，以沿著筆直軸線支承壓縮力，用于為斷路器充電或供能以及將斷路器保持在閉合構(gòu)造中?？煽s性支架能夠以柔性構(gòu)造或彈性彎曲構(gòu)造操作以允許斷路器快速轉(zhuǎn)變至斷開(kāi)構(gòu)造。

如圖1所示，活動(dòng)接觸臂40包括具有活動(dòng)觸點(diǎn)42的第一端部41和樞轉(zhuǎn)地附連至框架20并且能夠圍繞銷22旋轉(zhuǎn)的第二端部43。固定接觸臂30包括固定觸點(diǎn)32。可縮性支架110包括可操作地附連至手柄120的上端部和可操作地附連至曲柄130的下端部。曲柄130能夠圍繞銷22樞轉(zhuǎn)并且包括比如為彈簧的兩組偏置裝置，例如，比如為主彈簧132的第一偏置裝置和比如為觸點(diǎn)彈簧134的第二偏置裝置(進(jìn)一步在圖2中示出)。

圖2-5示出了使斷路器10從off狀態(tài)或位置運(yùn)動(dòng)至on狀態(tài)或位置并且提供快速接通的操作，其中，電觸點(diǎn)的閉合速度獨(dú)立于手柄運(yùn)動(dòng)速度。例如，圖2-5示出了布置在斷開(kāi)off位置(圖2)、手柄初始運(yùn)動(dòng)以執(zhí)行on位置(圖3)、從斷開(kāi)off位置開(kāi)始轉(zhuǎn)變至閉合on位置(圖4)以及處于閉合on位置(圖5)的斷路器10。

如圖2最初所示，斷路器10布置在斷開(kāi)off位置，手柄120布置在最左側(cè)位置。手柄120從最左側(cè)位置沿箭頭a的方向朝向圖3中所示的示出位置運(yùn)動(dòng)。手柄從左至右的運(yùn)動(dòng)經(jīng)由處于剛性構(gòu)造的可縮性支架110傳遞，從而引起曲柄130沿箭頭r的方向的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在該操作期間，可縮性支架110保持剛性并且不撓曲。當(dāng)曲柄130順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩組彈簧，主彈簧132拉伸，觸點(diǎn)彈簧134(在圖1和圖2中最佳地示出)卷攏以增加其儲(chǔ)能。主彈簧132用來(lái)抵制手柄運(yùn)動(dòng)，并且在沒(méi)有由可縮性支架110提供的反作用的情況下，將如下所述地使曲柄130逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。觸點(diǎn)彈簧134作用在活動(dòng)接觸臂40與曲柄130之間(或者在活動(dòng)接觸臂與基部之間)并且用于在處于閉合位置時(shí)提供活動(dòng)接觸臂40的活動(dòng)觸點(diǎn)42與固定臂30的固定觸點(diǎn)32之間的接觸力。接觸力可操作以減小電觸點(diǎn)阻力和任何并存的升溫。

另外，如圖2和圖3所示，活動(dòng)接觸臂40展示了在電觸點(diǎn)32與42之間具有大間隙的完全斷開(kāi)off位置。曲柄130中的兩組彈簧，主彈簧132和觸點(diǎn)彈簧134，被加載有引起用來(lái)使活動(dòng)接觸臂40向下運(yùn)動(dòng)的力矩的彈性能，但是活動(dòng)接觸臂的任何向下運(yùn)動(dòng)通過(guò)活動(dòng)接觸臂40的抵靠、接合以及限制在阻擋構(gòu)件150中的鞍部或切口152(在圖1和圖4中最佳地示出)中的止動(dòng)件44阻止。

如圖3中進(jìn)一步示出的，阻擋構(gòu)件150包括可操作地固定附連至框架20的基部的下端部154和能夠與附連至框架20的止動(dòng)桿26可操作地接合的上端部156。例如，阻擋構(gòu)件150的被固定地限制的下端部154通常朝向以及對(duì)著止動(dòng)桿26偏置阻擋構(gòu)件150的上端部156，例如向阻擋構(gòu)件150的上端部156提供恢復(fù)力。如上所述，阻擋構(gòu)件150提供用于活動(dòng)接觸臂40的另外的接觸點(diǎn)和限制點(diǎn)。例如，活動(dòng)接觸臂40包括止動(dòng)件44，比如為從活動(dòng)接觸臂40向外延伸的突出部(圖3示出突出部之一，另一個(gè)突出部布置在活動(dòng)臂40的相對(duì)側(cè)上)。止動(dòng)件44能夠可釋放地接合和布置在阻擋構(gòu)件150中的鞍部或切口152中(圖3示出鞍部或切口152之一，另一個(gè)鞍部或切口152布置在阻擋構(gòu)件150的相對(duì)側(cè)上)。根據(jù)阻擋構(gòu)件150的位置，鞍部或切口152阻止活動(dòng)接觸臂40的止動(dòng)件44運(yùn)動(dòng)，并且事實(shí)上阻止活動(dòng)接觸臂40從斷開(kāi)off位置運(yùn)動(dòng)至閉合on位置。

如下所述，阻擋構(gòu)件150與可縮性支架110、活動(dòng)接觸臂40和曲柄130一起允許斷路器10實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)可被快速閉合的快速接通特征。例如，電觸點(diǎn)可以在幾個(gè)毫秒左右從完全斷開(kāi)位置閉合至閉合位置。如圖3中所示，手柄120能夠在由框架20限定的槽23中活動(dòng)，其中手柄120的側(cè)面127與槽23的前緣25間隔開(kāi)距離d。

參照?qǐng)D4，為了關(guān)閉電觸點(diǎn)，手柄120進(jìn)一步沿箭頭b的方向向右運(yùn)動(dòng)。附連至手柄120或作為手柄120的一部分的向下突出部122接合并且開(kāi)始沿箭頭c的方向向右推壓阻擋構(gòu)件150的上端部156，并且使阻擋構(gòu)件150圍繞下固定端部154樞轉(zhuǎn)和/或撓曲。如圖4所示，當(dāng)手柄120運(yùn)動(dòng)至完全向前位置時(shí)，阻擋臂150的上端部156向前運(yùn)動(dòng)，切口152向右運(yùn)動(dòng)，阻擋臂40的止動(dòng)件44沿著切口152的下內(nèi)部部分騎行，直到止動(dòng)件44不再限制在切口152中為止。

一旦止動(dòng)件44不再限制在切口152中，如圖4所示，活動(dòng)接觸臂40就將被釋放并且能夠旋轉(zhuǎn)。具體地，由曲柄130(以及具體地通過(guò)彈簧134(圖1和圖3))施加在活動(dòng)接觸臂40上的力(不是由操作人員施加至手柄的力)使得活動(dòng)接觸臂40圍繞下固定端部154樞轉(zhuǎn)和/或撓曲，使得活動(dòng)接觸臂40沿箭頭e的方向向下運(yùn)動(dòng)，直到活動(dòng)電觸點(diǎn)42接觸和接合固定觸點(diǎn)32，由此使斷路器10布置在閉合on位置中，如圖5所示。接觸臂的最終運(yùn)動(dòng)可以在幾個(gè)毫秒左右快速完成?？梢岳斫獾氖?，對(duì)于由此說(shuō)明的部件，觸點(diǎn)間隙閉合的速度獨(dú)立于手柄從off構(gòu)造運(yùn)動(dòng)至on構(gòu)造的速度。例如，電觸點(diǎn)可以在大約2毫秒至大約10毫秒內(nèi)閉合。

從本發(fā)明說(shuō)明書(shū)來(lái)看以及參照?qǐng)D2-5，可以理解的是，在使手柄從完全斷開(kāi)off位置(圖2)運(yùn)動(dòng)至閉合on位置(圖5)時(shí)，由于手柄120的運(yùn)動(dòng)經(jīng)由可縮性支架110傳遞，因此曲柄130將以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此外，主彈簧132抵制該運(yùn)動(dòng)并且增加其儲(chǔ)能。觸點(diǎn)彈簧134(圖2和圖3)迫使活動(dòng)接觸臂40抵靠在曲柄130的橫梁138(圖1)上或固定觸點(diǎn)30上，這取決于曲柄的位置。例如，如果曲柄130位于完全順時(shí)針位置處或附近，則活動(dòng)電觸點(diǎn)42將抵靠在固定觸點(diǎn)32上(例如，預(yù)限定或預(yù)定間隙防止部件彼此接觸)，如果曲柄處于任何其他位置中，則活動(dòng)接觸臂40的下部將抵靠在曲柄130的橫梁138上(圖1)。還將理解的是，一旦被操作人員設(shè)置于此，經(jīng)由彎曲曲柄主彈簧組件作用在手柄120上的反作用力可以用于將手柄120保持在off或on位置。

圖5-7示出從固定on狀態(tài)或位置轉(zhuǎn)變至off狀態(tài)或位置并且提供快速中斷的斷路器10的操作，其中電觸點(diǎn)的斷開(kāi)速度快速發(fā)生。例如，圖5示出初始地布置在固定的閉合on位置中的斷路器10，圖6示出從閉合on位置向斷開(kāi)off位置轉(zhuǎn)變的脫扣或開(kāi)始，圖6示出脫扣的完全斷開(kāi)off位置。

如以下更加詳細(xì)地說(shuō)明的，無(wú)閂鎖斷路器可以具有大致由可縮性支架110提供的快速中斷特征，可縮性支架110能夠在例如兩種構(gòu)造或模式中操作，即剛性構(gòu)造或剛性模式以及柔性構(gòu)造或順應(yīng)模式。如上所述以及如圖5所示，可縮性支架110能夠操作以用于以剛性模式承載兩個(gè)樞軸點(diǎn)之間的軸向載荷，并且在延長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)支承該軸向載荷。例如，可縮性支架110可被操作以用于承載軸向載荷x以使曲柄130保持就位并且使活動(dòng)臂保持在閉合位置。

另外，如圖6和圖7所示，可縮性支架110可以由沿箭頭t的方向運(yùn)動(dòng)的脫扣桿160脫扣，以沿著可縮性支架110的長(zhǎng)度在可縮性支架110上施加引導(dǎo)力f(圖6)，以使可縮性支架110變形、屈曲或彎曲，使得可縮性支架110轉(zhuǎn)變成順應(yīng)模式，順應(yīng)模式向?qū)⑶?30保持在順時(shí)針位置以及將活動(dòng)臂40保持在閉合位置的軸向載荷提供少許阻力。在可縮性支架110脫扣并且轉(zhuǎn)變成提供減小的或少許軸向阻力的順應(yīng)或柔性模式時(shí)，曲柄130圍繞銷22沿箭頭w的方向(圖7)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，活動(dòng)接觸臂40圍繞樞軸22沿箭頭f的方向(圖7)樞轉(zhuǎn)以快速斷開(kāi)電觸點(diǎn)32和42。

例如，如果曲柄130處于其如圖7所示的逆時(shí)針位置，則觸點(diǎn)彈簧將驅(qū)動(dòng)活動(dòng)接觸臂40以利用一定的力抵靠在橫梁138(圖1)上。為了復(fù)位斷路器，手柄120沿箭頭g的方向向左運(yùn)動(dòng)，這使得可縮性支架返回其剛性構(gòu)造，如圖7所示。例如，如下所述，可縮性支架可以具有彎曲截面，使得當(dāng)手柄120向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，可縮性支架鎖扣回其正常剛性構(gòu)造。可以理解的是，比如為圓形或橢圓形的其他橫截面以及采用合適的材料和硬度可以提供能夠彈性地彎曲并且在彎曲之后鎖扣回到其正常剛性構(gòu)造的可縮性支架。

再次參照?qǐng)D1，電磁螺線管170能夠可操作地連接以觸發(fā)脫扣桿160的運(yùn)動(dòng)，脫扣桿160使可縮性支架110從剛性模式(圖5)轉(zhuǎn)變至順應(yīng)模式(圖6和圖7)并且使活動(dòng)接觸臂40從與固定臂30的接觸釋放?？梢越?jīng)由電子單元或控制器175控制螺線管170，電子單元或控制器在執(zhí)行斷路器的脫扣之前執(zhí)行診斷測(cè)試。雖然本說(shuō)明針對(duì)單極斷路器做出，但是可以理解本發(fā)明的技術(shù)可以應(yīng)用于2極、3極或更多極的斷路器。

從當(dāng)前說(shuō)明書(shū)來(lái)看，可以理解，可縮性支架可以利用力、力矩、熱能、電磁能、壓力等等形式的小的能量輸入容易地從剛性轉(zhuǎn)變至順應(yīng)，同樣地，可縮性支架可以毫不費(fèi)力地從順應(yīng)模式復(fù)位至剛性模式?？煽s性支架可以在這些狀態(tài)之間可靠地循環(huán)多次。

圖8-10示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可縮性支架110的一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，可縮性支架110可以是支承在還可以包含回轉(zhuǎn)接頭或銷116的兩個(gè)端部安裝件114之間的可屈服構(gòu)件112，比如長(zhǎng)形構(gòu)件、扁平長(zhǎng)形構(gòu)件、薄狀薄片、帶狀物等等，以及其他適當(dāng)?shù)貥?gòu)造的構(gòu)件。在該實(shí)施例中，長(zhǎng)形構(gòu)件可以是具有在其整個(gè)長(zhǎng)度上可以保持的半圓形或彎曲形狀截面的薄片或帶狀物。帶狀物附連至端部安裝件并且利用緊固件固定?？梢赃m當(dāng)?shù)夭捎贸o固件以外的用于固定帶狀物的其他附連裝置。銷116的中心或軸線可以相對(duì)于帶狀物偏置距離y。距離y可以限定為帶狀物的邊緣與銷的中心之間的垂直于可縮性支架軸線測(cè)量的距離。

如上所述，斷路器可以利用以剛性模式布置的可縮性支架布置在閉合on位置中。在該模式中，可縮性支架可以軸向地(即沿著銷之間的線的方向)加載至很大程度并且保持在低應(yīng)力狀態(tài)下，在不確定時(shí)該低應(yīng)力狀態(tài)可被保持延長(zhǎng)的時(shí)間段?？煽s性支架的帶狀物截面、帶狀物厚度和偏置可被選擇成使得當(dāng)可縮性支架被軸向地加載時(shí)，小的輸入力可被施加至帶狀物的垂直于帶狀物的軸線的中點(diǎn)或可被施加至該終點(diǎn)附近，使其將屈曲或彎曲并進(jìn)入順應(yīng)模式。在該彎曲或順應(yīng)模式中，端部位移可以限制可縮性支架的長(zhǎng)度的1/5左右的撓曲，使得帶狀物應(yīng)力保持合理地小以及彈性，例如使得幾乎沒(méi)有或者沒(méi)有永久變形或破壞施加至帶狀物?？梢岳斫獾氖牵诎雸A形橫截面形狀的帶狀物的情況下，帶狀物是不對(duì)稱的并且可以具有對(duì)于彎曲或屈曲的不對(duì)稱響應(yīng)。偏置規(guī)格還可以影響彎曲或屈曲的不對(duì)稱性。

在該可縮性支架的實(shí)施例中，端部安裝件可以是由金屬或塑料制成的單個(gè)或整體單元，其可以將帶狀物容納在槽中。塑料端部安裝件可以注模成型。金屬端部安裝件可以注模成型、澆鑄或機(jī)械加工。帶狀物緊固至安裝件上可以通過(guò)各種緊固件、粘合劑、釬焊、擴(kuò)散粘接等等實(shí)現(xiàn)。帶狀物可以包括恒定截面并且通過(guò)比如為成形滾動(dòng)、擠出或其他方式的連續(xù)過(guò)程制造。在其他實(shí)施例中，帶狀物可以具有非恒定截面，并且通過(guò)非連續(xù)過(guò)程制造。雖然本發(fā)明說(shuō)明和示出了具有包括恒定截面的半圓形形狀的可縮性支架，可以理解的是可以適當(dāng)?shù)夭捎闷渌螤詈蜆?gòu)造以提供剛性模式和順應(yīng)模式。在其他實(shí)施例中，可縮性支架可以包括多個(gè)薄狀薄片或帶狀物，比如分離或平行的薄狀薄片或帶狀物，并且可以具有半圓形或曲線形截面。比如多個(gè)薄狀薄片或帶狀物可以允許利用幾何限制調(diào)諧或定制硬度/彎曲/屈曲特性。其他幾何特性可能影響剛性模式中的負(fù)載容量，順應(yīng)模式中的響應(yīng)，對(duì)于轉(zhuǎn)變所需的力輸入可以包括基于帶狀物的寬度、帶狀物的長(zhǎng)度、帶狀物的厚度、帶狀物的曲率、用于帶狀物的材料、相對(duì)于端部樞軸的可縮性支架設(shè)置(例如，偏移量，offset)以及其他特性定制可縮性支架響應(yīng)。

圖11-14示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可縮性支架1110?？煽s性支架1110可以包括一件或整體設(shè)計(jì)。帶狀物和銷限制件可以由單個(gè)薄板形成。例如，端部安裝件可以包括相同材料的集成銷。在其他實(shí)施例中，比如如圖11-14所示的可縮性支架設(shè)計(jì)可以由組裝在一起的兩個(gè)或更多個(gè)分離件形成。端部安裝件可以包括相同材料的集成銷或單獨(dú)附連銷。

在可縮性支架的上述實(shí)施例中，非限制狀態(tài)或構(gòu)造可以是剛性狀態(tài)或剛性模式。也就是說(shuō)，如果去除全部外力和位移，可縮性支架將自然地放松至其非限制狀態(tài)或延伸狀態(tài)。因此，從順應(yīng)狀態(tài)或模式恢復(fù)至剛性狀態(tài)或模式可以通過(guò)去除轉(zhuǎn)變能量輸入或觸發(fā)輸入以及允許尾銷自由地旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

如上所述，可縮性支架從剛性模式向順應(yīng)模式的轉(zhuǎn)變可以包括脫扣桿、螺線管和控制單元。在其他實(shí)施例中，其他或多種類型的能量可被用于迫使可縮性支架從剛性模式向順應(yīng)模式的轉(zhuǎn)變。例如，磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)可被用于改變金屬帶狀物的狀態(tài)，使其彎曲或屈曲。在另一個(gè)實(shí)施例中，帶狀物可以由雙金屬材料或條帶制成，雙金屬材料或條帶能夠通過(guò)溫度變化改變成順應(yīng)狀態(tài)。力矩可被施加至一個(gè)和/或兩個(gè)端部安裝件以引起可縮性支架的旋轉(zhuǎn)以及彎曲或屈曲以及從剛性模式向順應(yīng)模式的轉(zhuǎn)變。

圖15示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可縮性支架2110。在該示出實(shí)施例中，可縮性支架包括兩個(gè)或更多個(gè)剛性聯(lián)接件，比如聯(lián)接件2112和聯(lián)接件2114。聯(lián)接件可以通過(guò)接頭2210、2212和2214連接，可選擇地，所述接頭為回轉(zhuǎn)或半回轉(zhuǎn)接頭?；剞D(zhuǎn)接頭可以布置在端部安裝件處，以提供兩組回轉(zhuǎn)接頭，例如，兩個(gè)端部回轉(zhuǎn)件以及一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)部回轉(zhuǎn)件。下回轉(zhuǎn)接頭2214可以通過(guò)銷連接，例如，通過(guò)銷連接至斷路器的框架。

如以下結(jié)合剛性模式和順應(yīng)模式所述的，參考線l在端部回轉(zhuǎn)件之間延伸。在可縮性支架2110的實(shí)施例中，兩個(gè)剛性聯(lián)接件可以具有相等長(zhǎng)度并且因此包含一個(gè)內(nèi)部回轉(zhuǎn)件。內(nèi)部回轉(zhuǎn)件2212可以從端部回轉(zhuǎn)線l偏置距離w。

在順應(yīng)模式中，如果全部回轉(zhuǎn)件自由地旋轉(zhuǎn)并且沒(méi)有其他限制規(guī)定，則可縮性支架2110將對(duì)端部位移幾乎沒(méi)有或者沒(méi)有阻力。例如，由于聯(lián)接件是剛性的，因此可縮性支架將通過(guò)在端部之一沿端部回轉(zhuǎn)線的方向朝向另一者位移時(shí)使聯(lián)接件旋轉(zhuǎn)以及使內(nèi)部回轉(zhuǎn)件2112進(jìn)一步遠(yuǎn)離端部回轉(zhuǎn)線l移動(dòng)來(lái)適應(yīng)構(gòu)造的改變。在剛性模式中，可縮性支架2110的內(nèi)部回轉(zhuǎn)件2112可被限制。例如，向剛性模式的轉(zhuǎn)變通過(guò)去除一些自由度來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如通過(guò)將內(nèi)部回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)換至非旋轉(zhuǎn)或者支承內(nèi)部聯(lián)接以限制其運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖16和圖17示出了從剛性模式(圖16)向順應(yīng)模式(圖17)轉(zhuǎn)變的一個(gè)實(shí)施例，內(nèi)部回轉(zhuǎn)件以剛性模式限制。圖18和圖19示出從剛性模式(圖18)向順應(yīng)模式(圖19)轉(zhuǎn)變的另一個(gè)實(shí)施例，其中內(nèi)部回轉(zhuǎn)件例如在其轉(zhuǎn)動(dòng)方面受到限制。在各個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)變力可以與所施加的軸向力以及內(nèi)部回轉(zhuǎn)件的位移距離成比例。為了復(fù)位可縮性支架，上部回轉(zhuǎn)件可被向上推動(dòng)，扭力或線性力可被施加至內(nèi)部回轉(zhuǎn)件。如將理解的，具有剛性聯(lián)接件的可縮性支架可以結(jié)合到比如為斷路器10(圖1)的斷路器內(nèi)。

參照?qǐng)D20和圖21，阻擋構(gòu)件150可以包括具有第一腿157和第二腿159的大致v形構(gòu)造。第一腿的下端部154可以經(jīng)由銷24連接至框架20(圖1)。

再次參照阻擋構(gòu)件，致動(dòng)器機(jī)構(gòu)或斷路器可以包括沿不同的旋轉(zhuǎn)軸線操作(即圍繞與接觸臂的旋轉(zhuǎn)軸線相比的某個(gè)偏離軸線旋轉(zhuǎn))的阻擋構(gòu)件。阻擋構(gòu)件可以具有旋轉(zhuǎn)固定點(diǎn)并且包括剛性元件或被制成順應(yīng)的或柔性的(例如構(gòu)造成以及提供類似于可縮性支架的特征)并且不具有旋轉(zhuǎn)軸線。例如，在這種情況下，這種阻擋構(gòu)件可以撓曲以移入和移出阻擋位置。阻擋構(gòu)件可以經(jīng)由以下許多不同的裝置被觸發(fā)以釋放：曲柄位置、手柄位置、分離按鈕、邏輯控制器等等。阻擋構(gòu)件還可以被制成無(wú)旋轉(zhuǎn)軸線。即，阻擋構(gòu)件可被緊固到框架的基部上并且彈性地?fù)锨詫?shí)現(xiàn)阻擋構(gòu)造和非阻擋構(gòu)造，例如，順應(yīng)實(shí)施例。

在其他實(shí)施例中，阻擋構(gòu)件可以被動(dòng)地操作并且不需要單獨(dú)的釋放機(jī)構(gòu)，例如不需要如上所述的切口和止動(dòng)件。在該實(shí)施例中，隨著系統(tǒng)的開(kāi)啟，活動(dòng)接觸臂的到達(dá)距離發(fā)生變化。阻擋構(gòu)件可被設(shè)定成使其對(duì)于除了在手柄前進(jìn)到on位置中時(shí)之外的所有位置均與活動(dòng)接觸臂干涉?；顒?dòng)接觸臂的雙樞軸設(shè)計(jì)可以建立和控制這種干涉。在行程期間，阻擋構(gòu)件可以松脫以允許活動(dòng)接觸自由通過(guò)。

圖22示出用于致動(dòng)活動(dòng)臂的方法300的一個(gè)實(shí)施例。方法300可以包括例如：在310處施加力以使活動(dòng)臂沿第一方向運(yùn)動(dòng)；在320處利用以限定筆直軸線的剛性構(gòu)造布置的可縮性支架沿著筆直軸線支承由于施加至活動(dòng)臂的力引起的并對(duì)抗該力的壓縮力以阻止活動(dòng)臂沿第一方向運(yùn)動(dòng)；以及在330處向可縮性支架施加脫扣力以使剛性構(gòu)造轉(zhuǎn)變至具有非筆直軸線的柔性構(gòu)造并且撤銷對(duì)壓縮力的支承以允許活動(dòng)臂沿第一方向運(yùn)動(dòng)。

圖23示出用于致動(dòng)斷路器以斷開(kāi)和閉合電觸點(diǎn)的方法400的一個(gè)實(shí)施例。方法400可以包括例如：在410處施加可操作為使活動(dòng)臂沿第一方向運(yùn)動(dòng)以斷開(kāi)電觸點(diǎn)的第一力；在420處施加可操作為使活動(dòng)臂沿第二方向運(yùn)動(dòng)以閉合電觸點(diǎn)的第二力；在430處利用以限定筆直軸線的剛性構(gòu)造布置的可縮性支架沿著筆直軸線支承由于施加至活動(dòng)臂的第一力引起的并對(duì)抗該第一力的壓縮力以防止閉合的電觸點(diǎn)斷開(kāi)；以及在450處向可縮性支架施加脫扣力以使剛性構(gòu)造轉(zhuǎn)變至具有非筆直軸線的柔性構(gòu)造并且撤銷對(duì)壓縮力的支承以允許閉合的電觸點(diǎn)斷開(kāi)。

圖24示出用于使活動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)以執(zhí)行快速接通特征的方法500的一個(gè)實(shí)施例。方法500可以包括例如：在510處使活動(dòng)臂與阻擋構(gòu)件接合以限制活動(dòng)臂沿第一方向的運(yùn)動(dòng)；以及在520處使活動(dòng)臂與阻擋構(gòu)件分離以允許活動(dòng)臂沿第一方向運(yùn)動(dòng)。

圖25示出用于致動(dòng)斷路器以斷開(kāi)和閉合電觸點(diǎn)的方法600的一個(gè)實(shí)施例。方法600可以包括例如：在610處使活動(dòng)臂與阻擋構(gòu)件接合以限制活動(dòng)臂沿第一方向的運(yùn)動(dòng)并且保持電觸點(diǎn)斷開(kāi)；以及在620處使阻擋構(gòu)件與活動(dòng)臂分離以允許活動(dòng)臂沿第一方向運(yùn)動(dòng)以閉合電觸點(diǎn)。

圖26示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的比如為無(wú)閂鎖斷路器的斷路器3010的實(shí)施例。例如，如圖26所示，斷路器3010布置在on狀態(tài)或位置。圖26的實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的特征，然而可以理解的是本發(fā)明不限于圖26中示出的斷路器的構(gòu)造。

斷路器3010大致包括框架3020、固定接觸臂3030、活動(dòng)接觸臂3040和致動(dòng)器/觸發(fā)機(jī)構(gòu)3100。致動(dòng)器/觸發(fā)機(jī)構(gòu)3100可以大致包括可縮性支架3110、手柄3120、曲柄3130、阻擋構(gòu)件3150和脫扣桿3160。如以下更詳細(xì)地說(shuō)明的，可縮性支架可以具有限定筆直軸線的剛性構(gòu)造和限定非筆直軸線的柔性構(gòu)造。可縮性支架能夠以剛性構(gòu)造操作，以沿著筆直軸線支承壓縮力，用于為斷路器充電或供能以及將斷路器保持在閉合構(gòu)造中。可縮性支架能夠以柔性構(gòu)造或彈性彎曲構(gòu)造操作以允許斷路器快速轉(zhuǎn)變至斷開(kāi)構(gòu)造。

如圖26所示，活動(dòng)接觸臂3040包括具有活動(dòng)觸點(diǎn)3042的第一端部3041以及樞轉(zhuǎn)地附連至框架3020并且能夠圍繞銷3022旋轉(zhuǎn)的第二端部3043。固定接觸臂3030包括固定觸點(diǎn)3032。可縮性支架3110包括可操作地附連至手柄3120的上端部和可操作地附連至曲柄3130的下端部。曲柄3130能夠圍繞銷3022樞轉(zhuǎn)并且包括比如為彈簧的兩組偏置裝置，例如第一偏置裝置比如為主彈簧3132，第二偏置裝置比如為觸點(diǎn)彈簧3134。

圖27-29示出了使斷路器3010從off狀態(tài)或位置運(yùn)動(dòng)至on狀態(tài)或位置并且提供快速接通的操作，其中，電觸點(diǎn)的閉合速度獨(dú)立于手柄運(yùn)動(dòng)得多快。例如，圖27-29示出布置在斷開(kāi)off位置(圖27)、從斷開(kāi)off位置向閉合on位置(圖28)轉(zhuǎn)變的開(kāi)始以及布置在閉合on位置(圖29)的斷路器3010。

最初地，參照?qǐng)D27以及在斷路器3010布置在斷開(kāi)off位置和手柄3120布置在最左側(cè)位置(圖27中未示出)的情況下，手柄3120從最左側(cè)位置沿箭頭j的方向朝向所示位置運(yùn)動(dòng)。手柄從左至右的運(yùn)動(dòng)經(jīng)由處于剛性構(gòu)造的可縮性支架3110傳遞，從而引起曲柄3130沿箭頭k的方向的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在該操作期間，可縮性支架3110保持剛性并且不撓曲。當(dāng)曲柄3130順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩組彈簧，主彈簧3132和觸點(diǎn)彈簧3134(圖26中最佳地示出彈簧組的局部視圖)被加載或卷攏以增加其儲(chǔ)能。主彈簧3132(圖26)用來(lái)抵制手柄運(yùn)動(dòng)，并且在沒(méi)有由可縮性支架3110提供的反作用的情況下，將如下所述地使曲柄3130逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。觸點(diǎn)彈簧3134(圖26)作用在活動(dòng)接觸臂3040與曲柄3130之間(或者在活動(dòng)接觸臂與基部之間)并且用于在處于閉合位置時(shí)提供活動(dòng)接觸臂3040的活動(dòng)觸點(diǎn)3042與固定臂3030的固定觸點(diǎn)3032之間的接觸力。接觸力可被操作以減小電觸點(diǎn)阻力和任何并存的升溫。

另外，如圖27所示，活動(dòng)接觸臂3040呈現(xiàn)在電觸點(diǎn)3032與3042之間具有大間隙的完全斷開(kāi)off位置。曲柄3130中的兩組彈簧，主彈簧3132(圖26)和觸點(diǎn)彈簧3134利用彈性能加載，引起用來(lái)使活動(dòng)接觸臂3040向下運(yùn)動(dòng)的力矩，但是通過(guò)活動(dòng)接觸臂3040的設(shè)置、接合并且限制在阻擋構(gòu)件3150中的切口3152中的止動(dòng)件3044阻止活動(dòng)接觸臂的任何向下運(yùn)動(dòng)。

如圖27中進(jìn)一步示出的，阻擋構(gòu)件3150包括經(jīng)由銷3024樞轉(zhuǎn)地附連到框架3020的基部的下端部3154和能夠與附連到框架3020的止動(dòng)件3026操作地接合的上端部3156。例如，彈簧3158通常朝向和對(duì)著止動(dòng)件3026偏置阻擋構(gòu)件3150的上端部3156，例如，彈簧3158向阻擋構(gòu)件3150的上端部3156提供恢復(fù)力。如上所述，阻擋構(gòu)件3150提供用于活動(dòng)接觸臂3040的另外的接觸點(diǎn)和限制點(diǎn)。例如，活動(dòng)接觸臂3040包括止動(dòng)件3044(圖26中最佳地示出)，比如從活動(dòng)接觸臂3040向外延伸的突出部。止動(dòng)件3044能夠可釋放地接合和布置在阻擋構(gòu)件3150的鞍部或切口3152中。根據(jù)阻擋構(gòu)件3150的位置，鞍部或切口3152阻止活動(dòng)接觸臂3040的止動(dòng)件3044運(yùn)動(dòng)，并且事實(shí)上阻止活動(dòng)接觸臂3040從斷開(kāi)off位置運(yùn)動(dòng)至閉合on位置。

如下所述，阻擋構(gòu)件3150與可縮性支架3110、活動(dòng)接觸臂3040和曲柄3130一起允許斷路器3010實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)可被快速閉合的快速接通特征。例如，電觸點(diǎn)可以在幾個(gè)毫秒左右從完全斷開(kāi)位置閉合至閉合位置。

參照?qǐng)D28，為了關(guān)閉電觸點(diǎn)，手柄3120進(jìn)一步沿箭頭l的方向向右運(yùn)動(dòng)。附連到手柄3120或作為手柄3120的一部分的向下突出部3122接合并且開(kāi)始沿箭頭m的方向向右推壓阻擋構(gòu)件3150的上端部3156以及使阻擋構(gòu)件3150圍繞樞軸點(diǎn)3024沿箭頭n的方向樞轉(zhuǎn)。當(dāng)手柄3120運(yùn)動(dòng)至完全向前位置時(shí)(如圖29所示)，阻擋臂3150的上端部3156向前運(yùn)動(dòng)，切口3152向右運(yùn)動(dòng)，阻擋臂3040的止動(dòng)件3044沿著切口3152的下內(nèi)部部分騎行，直到止動(dòng)件3044不再如圖28所示地限制在切口2152中為止。

一旦止動(dòng)件3044不再限制在切口3152中，如圖28所示，活動(dòng)接觸臂3040就將被釋放并且能夠旋轉(zhuǎn)。具體地，通過(guò)曲柄3130施加在活動(dòng)接觸臂3040上的力(并非由操作人員施加至手柄的力)使得活動(dòng)接觸臂3040圍繞銷3024樞轉(zhuǎn)，使得活動(dòng)接觸臂沿箭頭m的方向向下運(yùn)動(dòng)，如圖28所示，直到電觸點(diǎn)3042接觸固定觸點(diǎn)3032為止，其中斷路器10布置在閉合on位置中，如圖29所示。接觸臂的最終運(yùn)動(dòng)可以在幾個(gè)毫秒左右快速完成?？梢岳斫獾氖牵瑢?duì)于由此說(shuō)明的部件，觸點(diǎn)間隙閉合的速度獨(dú)立于手柄從off構(gòu)造運(yùn)動(dòng)至on構(gòu)造的速度。例如，電觸點(diǎn)可能在大約2毫秒至大約10毫秒內(nèi)閉合。

從參照?qǐng)D27-29的當(dāng)前說(shuō)明書(shū)來(lái)看，可以理解的是，在使手柄從完全斷開(kāi)off位置運(yùn)動(dòng)至閉合on位置(圖29)時(shí)，由于手柄3120的運(yùn)動(dòng)經(jīng)由可縮性支架3110傳遞，因此曲柄3130將以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(圖27)。此外，主彈簧3132(圖26)抵抗該運(yùn)動(dòng)并且增大其儲(chǔ)能。觸點(diǎn)彈簧3134(圖26)迫使活動(dòng)接觸臂3040抵靠在曲柄3130的橫梁3138(圖26)上或抵靠在固定觸點(diǎn)3032上，這取決于曲柄的位置。例如，如果曲柄3130位于完全順時(shí)針位置處或附近，則活動(dòng)電觸點(diǎn)3042將抵靠在固定觸點(diǎn)3032上(例如，預(yù)限定或預(yù)定間隙防止部件彼此接觸)，如果曲柄處于任何其他位置中，則活動(dòng)接觸臂3040的下部將抵靠在曲柄3130的橫梁3138(圖26)上。還將理解的是，一旦被操作人員設(shè)置于此，則經(jīng)由彎曲曲柄主彈簧組件作用在手柄3120上的反作用力可以用于將手柄3120保持在off或on位置。

圖29、30和27示出從固定on狀態(tài)或位置運(yùn)動(dòng)至off狀態(tài)或位置并且提供快速中斷的斷路器3010的操作，其中電觸點(diǎn)的斷開(kāi)速度快速發(fā)生。例如，圖29、30和26示出布置在固定閉合on位置(圖29)、從閉合on位置向斷開(kāi)off位置(圖30)轉(zhuǎn)變的脫扣或開(kāi)始以及布置在完全斷開(kāi)的脫扣off位置(圖27)的斷路器3010。

如以下更加詳細(xì)地說(shuō)明的，無(wú)閂鎖斷路器可以具有大致由可縮性支架110提供的快速中斷特征，可縮性支架3110能夠在例如兩種構(gòu)造或模式中操作，即剛性構(gòu)造或剛性模式以及柔性構(gòu)造或順應(yīng)模式。如上所述以及如圖29所示，可縮性支架3110能夠操作用于以剛性模式承載兩個(gè)樞軸點(diǎn)之間的軸向載荷，并且在延長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)支承軸向載荷。例如，可縮性支架3110可被操作用于承載軸向載荷p以使曲柄3130保持就位并且使活動(dòng)臂保持在閉合位置。

另外，如圖30所示，可縮性支架3110可以由沿箭頭s的方向運(yùn)動(dòng)的脫扣桿3160脫扣，以沿著可縮性支架3110的長(zhǎng)度在可縮性支架上施加引導(dǎo)力h以使可縮性支架3110變形、屈曲或彎曲，使得可縮性支架3110轉(zhuǎn)變成順應(yīng)模式，順應(yīng)模式向?qū)⑶?130保持在順時(shí)針位置以及將活動(dòng)臂保持在閉合位置的軸向負(fù)荷提供少許阻力。在可縮性支架3110脫扣并且轉(zhuǎn)變成提供減小的或少許軸向阻力的順應(yīng)或柔性模式時(shí)，曲柄3130圍繞銷3022沿箭頭z的方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，活動(dòng)接觸臂3030圍繞樞軸3022沿箭頭y的方向樞轉(zhuǎn)以快速斷開(kāi)電觸點(diǎn)3032和3042，如圖28所示。

例如，如果曲柄3130處于其逆時(shí)針位置，則觸點(diǎn)彈簧將驅(qū)動(dòng)活動(dòng)接觸臂3040以利用一定的力抵靠在橫梁3138上。為了復(fù)位斷路器，手柄3120向左運(yùn)動(dòng)，這使得可縮性支架返回其剛性構(gòu)造。例如，如上所述，可縮性支架可以具有彎曲截面，使得當(dāng)手柄3120向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，可縮性支架鎖扣回其正常剛性構(gòu)造?？梢岳斫獾氖?，比如為圓形或橢圓形的其他橫截面以及采用合適的材料和硬度可以提供能夠彈性地彎曲并且在彎曲之后鎖扣回到其正常剛性構(gòu)造的可縮性支架。

再次參照?qǐng)D26，電磁螺線管3170能夠可操作地連接成觸發(fā)脫扣桿3160的運(yùn)動(dòng)，脫扣桿的運(yùn)動(dòng)使可縮性支架3110從剛性模式轉(zhuǎn)變至順應(yīng)模式并且使活動(dòng)接觸臂3040脫離與固定臂3030的接觸?？梢越?jīng)由電子單元或控制器3175控制螺線管3170，電子單元或控制器在執(zhí)行斷路器的脫扣之前執(zhí)行診斷測(cè)試。雖然本說(shuō)明針對(duì)單極斷路器做出，但是可以理解本發(fā)明的技術(shù)可以應(yīng)用于2極、3極或更多極的斷路器。

從當(dāng)前說(shuō)明書(shū)來(lái)看，可以理解可縮性支架可以利用力、力矩、熱能、電磁能、壓力等等形式的小的能量輸入被容易地從剛性轉(zhuǎn)變至順應(yīng)性，同樣地可縮性支架可以毫不費(fèi)力地從順應(yīng)模式復(fù)位至剛性模式?？煽s性支架可以在這些狀態(tài)之間可靠地循環(huán)多次。

如上所述，可縮性支架可以是彈性構(gòu)件，比如聯(lián)接件、多個(gè)聯(lián)接件、薄片彎曲部分、帶狀物、彎曲膜以及允許銷連接的第一回轉(zhuǎn)接頭和第二回轉(zhuǎn)接頭。兩個(gè)端部回轉(zhuǎn)接頭或端部安裝件可以彼此平行地布置并且對(duì)于斷路器的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例而言間隔開(kāi)大約25毫米至大約40毫米，或者例如對(duì)于其他應(yīng)用而言該間隔更大或更小。銷端部連接可以根據(jù)需要聯(lián)結(jié)至其他聯(lián)動(dòng)裝置或組件并且能夠或替代地不能夠自由旋轉(zhuǎn)。

在第一或剛性模式中，可縮性支架可以能夠沿可縮性支架的軸線支承大的負(fù)載(即沿著位于回轉(zhuǎn)接頭或端部安裝件之間畫(huà)出的線處或附近)。在斷路器的應(yīng)用中，所支承的軸向載荷可以約為100牛頓至大約400牛頓，銷可以具有大約2毫米至大約3毫米的直徑。在剛性模式中，聯(lián)接件能夠保持該負(fù)載延長(zhǎng)的時(shí)間段(達(dá)到大約10^8秒)并且可以是彈性的以沖擊振動(dòng)和比如升高的溫度、濕度等等的其他苛刻環(huán)境條件。

在第二或順應(yīng)模式中，銷可被允許在幾乎沒(méi)有或者沒(méi)有阻力的情況下朝向彼此收縮。在用于斷路器的應(yīng)用中，銷可以以順應(yīng)模式朝向彼此接觸，為大約1/5的間距或者為大約5毫米至大約8毫米，或者為根據(jù)應(yīng)用的特定需要的其他適當(dāng)?shù)木嚯x。

在可縮性支架的從剛性模式向順應(yīng)模式的轉(zhuǎn)變中，需要輸入以設(shè)定或改變可縮性支架的構(gòu)造。輸入可以是力、脈沖載荷、力矩、熱能、電磁能、壓力等等的形式。所希望的是具有低的構(gòu)造改變輸入能閾值。例如，對(duì)于斷路器中的使用，輸入能可以是大約1牛頓至大約2牛頓的力的形式。

可縮性支架從順應(yīng)模式轉(zhuǎn)變至剛性模式可以通過(guò)去除輸入轉(zhuǎn)變能并且使銷恢復(fù)至原始間距來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢圆恍枰渌妮斎?。注意到對(duì)于成功轉(zhuǎn)變的兩個(gè)要求具有邏輯“與”操作的性質(zhì)：兩者都需滿足以使裝置返回剛性模式，并且如果并非如此，則裝置保持順應(yīng)模式，如以下表1所示。

表1：裝置狀態(tài)相關(guān)性

因此，裝置可以分類為具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)，轉(zhuǎn)變操作在這些狀態(tài)之間改變構(gòu)造。這些在以下表2中概括。

表2：雙向聯(lián)接狀態(tài)

本發(fā)明的技術(shù)可以有效地應(yīng)用于電子開(kāi)關(guān)裝置中，在此需要支承大載荷以提供正的電氣接觸力，而需要小的能量或力輸入來(lái)解除接觸力。在斷路器的情況下，電觸點(diǎn)的脫扣可以利用小的脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如通過(guò)加熱的雙金屬元素或如上所述的其他裝置供給的脈沖。

表3示出對(duì)于40毫米帶狀物長(zhǎng)度和0.12mm厚度的可縮性支架的結(jié)果。

表3

圖26是用于水平負(fù)載的主效果圖。圖27是用于屈曲載荷的主效果圖。圖28是用于屈曲處的軸向和沖擊的主效果圖。

可以理解的是，本發(fā)明的技術(shù)可被用于肘桿式斷路器。在這種情況下，致動(dòng)器可被用于做出最終裁定以閉合接觸臂并且將利用來(lái)自使用者的另一個(gè)輸入或經(jīng)由電子控制單元(其將在一些自我診斷測(cè)試之后閉合觸點(diǎn))被激活。

可以理解的是上述說(shuō)明旨在例示，而非限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離由以下權(quán)利要求及其等同所限定的本發(fā)明的基本精神和范圍的情況下可以在此做出眾多改變和變型。例如，上述實(shí)施例(和/或其方面)可以相互組合使用。另外，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出許多變型以使特定情況或材料適應(yīng)各個(gè)實(shí)施例的教導(dǎo)。雖然本文中說(shuō)明的材料的尺寸和類型旨在限定各個(gè)實(shí)施例的參數(shù)，但是其絕非限制而且僅為示例。在審閱上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上許多其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是明顯的。因此，各個(gè)實(shí)施例的范圍將參照所附權(quán)利要求與這些權(quán)利要求所授予的等同項(xiàng)目的完全范圍一起進(jìn)行確定。在所附權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“包括”和“在其中”被用作相應(yīng)的術(shù)語(yǔ)“包含”和“其中”的通俗等同表達(dá)。此外，在以下權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”和“第三”等等僅用作標(biāo)記，并不旨在對(duì)其對(duì)象強(qiáng)加數(shù)字要求。此外，結(jié)合比如為聯(lián)接、連接、聯(lián)結(jié)、密封等術(shù)語(yǔ)的術(shù)語(yǔ)“操作地”在本文中用于指代由直接或間接地聯(lián)接的獨(dú)立的不同部件形成的連接以及整體地形成的部件(即，一件、整體或整塊)。此外，以下權(quán)利要求的限制并未以裝置加功能的形式寫出，除非這些權(quán)利要求限制明確地使用隨后為不具有另外構(gòu)造的功能的聲明的術(shù)語(yǔ)“用于…的裝置”?？梢岳斫獾氖遣灰欢ㄋ腥缟纤龅倪@些目標(biāo)或優(yōu)勢(shì)均可以根據(jù)任何特定實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。因此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本文中說(shuō)明的系統(tǒng)和技術(shù)可以以在不必要實(shí)現(xiàn)如在本文中教導(dǎo)或提議的其他目的或優(yōu)勢(shì)的情況下實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化如本文中教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)勢(shì)的方式實(shí)施或執(zhí)行。

雖然本發(fā)明已結(jié)合僅有限數(shù)量的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是應(yīng)該易于理解的是本發(fā)明不限于這些公開(kāi)的實(shí)施例。相反地，本發(fā)明可被改進(jìn)以結(jié)合之前未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相匹配的任何數(shù)量的變動(dòng)、改變、替代物或等同裝置。另外，雖然已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但是可以理解，本發(fā)明的方面可以僅包括所描述的實(shí)施例中的一些。因此，本發(fā)明不視為由上述說(shuō)明書(shū)限制，而僅由隨附權(quán)利要求書(shū)的范圍所限制。

該書(shū)面說(shuō)明書(shū)利用示例，包括最佳方式，并且還使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可獲得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他示例。如果這些其他示例具有并非不同于權(quán)利要求的字面語(yǔ)言的構(gòu)造元件，或者這些其他示例包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性區(qū)別的等同構(gòu)造元件，則這些其他示例確定為在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。