专利名称：包括用夹子固定的两部件式外壳的电开关设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低压电开关设备，这种类型的电开关设备包括刚性外壳，该刚性外壳由绝缘合成材料制成，并装有可分离的触头和这些触头的驱动机构。尤其是，本发明涉及将部件固定，从而形成该设备的外壳的方法。
背景技术：
多极、高额定功率的电开关设备的外壳通常由至少两个部件形成，其中有一基座，该基座设计为支承用于进行设备的电连接的电源接线端；以及至少一个盖。该外壳确定了一个用于可分离触头和该触头的驱动机构的壳体，该可分离触头与电源接线端相连。该盖通常包括至少一个开口，以便使该设备的操作、控制或显示装置通过。需要时，该盖有凹部，设备的附件装于该凹部处，且该凹部由盖住盖的全部或一部分的一个附加盖来封闭。该类型的设备如文献WO01/16984所述。通过固定螺钉来将盖固定在基座上，该基座钻有孔，该孔是盖的孔的延伸，这样，螺钉能够通过盖的前面板而插入和拧紧。
当开关设备的范围既包括前述类型的多极设备，也包括单极设备时，单极设备中也将有该多极设备中的该机构全部或部分机构、灭弧室或跳闸装置，因此，单极设备中也要有与多极设备的设计总体相同的外壳，即也包括基座和盖。例如，文献WO01/16986所描述单极的外壳就是这种情况。这时，该盖包括四个通孔，接着这四个通孔延伸的为形成于基座的增强面板内前面板的四角处的四个钻孔。这些孔能够插入螺钉，该螺钉将盖固定在基座上。当装上螺钉后，该螺钉头与外壳的前面板齐平。这种通过螺钉进行的装配有尺寸方面的问题，因为在设备的前面板上只有很小的空间可以利用。而且，该结构需要在外壳的拐角处提供足够的塑料材料来形成增强结构，从而在钻孔处形成刚性壁。当强电流断开而在设备中产生高压时，螺钉实际上在剪切应力下工作，这需要较大的螺钉直径和较深的螺纹。螺钉必须位于外壳的拐角处，以便空出中部的空间，该中部空间将安装该机构和触头。因此，在发生断路时，尤其是在断开短路时，在设备外壳内的电弧产生气体压力，而在侧面板之间的结合处中部，即远离固定螺钉的中部，在受到这种气体压力时，易于变形。这使得必须增厚该侧面板，以便使它们有更大的强度，或者必须设法使外壳进行普通密封。最后，四个螺钉的安装需要进行麻烦的装配操作。
还知道在电开关设备的外壳的两部件之间进行固定的其它可选方法，尤其是对于主要用在最终的配电开关板上的低额定功率设备。通常，该设备的外壳由两半壳体形成，这两半壳体通常彼此铆接。为了减少铆钉数目，在文献FR2389221中提出在两半壳体之间的结合处上装有粘条，以便增加该外壳的强度。还提出用韧性夹子代替某些铆钉，如文献FR2462014所述。在该文献中，两个铆钉用于外壳的后部拐角，以便将两半壳体固定。这两个铆接由两个U形韧性夹子实现，这两个U形韧性夹子布置在前部拐角处的前面板上，且垂直于两半壳体的结合线。不过，该方法并不能替代所有铆钉。而且，显然，它们仅涉及低额定功率的设备，当进行断路时，该低额定功率的设备仅产生相对较低的过压，因此应力较低。在文献EP860901中还提出在一半壳体上形成韧性卡子，该卡子可与形成于另一半壳体上的凹口连接，从而获得没有铆钉和螺钉的组件。该固定方法非常有利，因为它很简单，但是它并不适用于易受到内部过压的设备，尤其是电源开关、断路器或转换器。而且，重要的是，成两半壳体形式的外壳的几何形状与由基座和盖形成的开关外壳根本不同，因此，适用于一种类型外壳的方法并不能转用到另一种上。在文献JP4242037中还提出通过环绕断路器周边布置的弹性带来固定断路器外壳的两部件。每个带几乎完全环绕该外壳。根据一种可选方式，各带的两端在外壳的前面板上彼此固定。根据另一可选方式，带的两端通过合适装置固定在外壳的盖上。该带既可以由玻璃纤维增强的聚酯织物条形成，也可以由可进行很大伸长的聚缩醛材料条形成，或者由包含尼龙和玻璃或碳纤维的复合物形成，或者由钢琴线形成。在各种情况下，可以设想，这些带子都是韧性的和可伸长的。这样的机械特征使它们能够环绕该外壳，并通过由该带的弹性拉伸应变所产生的应力来提供在外壳的两部件之间的所需粘接。该带的安装并不容易，因为它需要较大的拉力，从而需要专门的机器或工具来进行安装。此外，当带的端头固定在外壳上时，在外壳的固定点处所形成的应力基本为切向，这并不很有利。最后，该带受到较大拉伸，这将使得它们的弹性特性随时间变化，因此，经过几年后，该外壳的强度将会成问题。
发明内容
因此，本发明的目的是克服现有技术的缺点，从而提供一种具有包括基座和盖的模制外壳的电开关设备，且在该电开关装置中，在基座和盖之间的固定方法并不麻烦，且能简化安装和较便宜。
为此，本发明的目的是提供一种电开关装置，该电开关装置包括一外壳，该外壳包括一基座，该基座形成后面板；一盖，该盖形成与该后面板相对的前面板，并有穿过该盖的开口；可分离的电触头，该电触头装于外壳内部，并在前面板和后面板之间；可分离触头的驱动机构，该驱动机构装于外壳内部，并在该前面板和后面板之间，且装备有操作装置，该操作装置穿过盖中的通道伸向该外壳外部；固定装置，该固定装置使盖相对于基座固定，并包括至少一个第一韧性金属夹，该第一韧性金属夹包括一中间部分，该中间部分从后面板一直延伸到前面板，接着该中间部分延伸的是折叠到前面板上的前凸耳和折叠到后面板上的后凸耳，从而夹住该基座和盖。
该夹子在外壳外部，因此并不占用外壳内的任何空间。该夹子的安装非常简单。实际上，仅须使一个凸耳相对于外壳定位，然后再向该夹子的中部施加很轻的压力，该夹子由于弹性变形而弯曲，从而能使第二凸耳安装就位。该安装并不需要很大的力。此外，安装好的夹子并不会受到很大应变，因此，在该设备的使用寿命中，它的弹性特征不会改变。
优选是，该固定装置还包括第二韧性金属夹，该第二韧性金属夹包括一中间部分，该中间部分从后面板延伸到前面板，接着该中间部分延伸的是折叠到前面板上的前凸耳和折叠到后面板上的后凸耳，从而夹住该基座和盖。该外壳形成有彼此相对的第一侧面板和第二侧面板，第一夹子的中间部分与第一侧面板接触，第二夹子的中间部分与第二侧面板接触。该外壳位于平行六面体的几何包络面内，该包络面有与第一侧面板和第二侧面板相切的平面几何侧面，驱动机构驱动该可分离的触头沿平行于所述几何侧面的轨道进行平面运动。
这些夹子夹住外壳的两相对侧面板。因此，它们构成增强该外壳的外部增强件或周围框架。外壳的面板在与夹子的交界面处仅受到压力而不会受到较大的剪切应力。当该外壳在外壳内断开高电流而受到由电弧产生的高内部过压力时，在外壳和夹子的交界面处的应力并不会使该外壳损坏。
而且，夹子的较小尺寸使得它们能在需要时布置成拐角之外的其它位置，尤其是在靠近侧面板中部的位置处。因此，将提高该外壳的强度，尤其是在基座的侧面板和盖的侧面板之间的结合处。
优选是，第一侧面板包括一个槽，用来装第一夹子的中间部分，第二侧面板包括一个槽，用来装第二夹子的中间部分。这些槽使得该夹子能够在不需要大量塑性材料的情况下固定。这些槽限制了对该夹子的接近，从而防止意外拆开。
优选是，该外壳还形成有将侧面板连结起来的横向面板，该设备还包括与触头相连的电源接线端，且该设备通过形成于该横向面板上的通道开口而向外开口于外壳的外部。夹子布置在没有任何电连接功能的侧面板上，因此不会对用于进行连接的横向面板产生任何附加的防碍。
根据一个实施例，侧面板有比横向面板更大的表面，尤其是当该设备为单极设备时。这时，实际上正是在这种情况下，夹子的较小尺寸在实践中有最大的优点，即使用于多极设备时也一样。
优选是，后面板包括第一后凹口，以便装第一夹子的后凸耳；以及第二后凹口，以便装第二夹子的后凸耳。同样，前面板包括第一前凹口，以便装第一夹子的前凸耳；以及第二前凹口，以便装第二夹子的前凸耳。这些凹口有助于防止意外拆开。
根据一个实施例，该设备还包括一后盖，该后盖至少部分覆盖第一夹子的后凸耳和第二夹子的后凸耳。该后盖的基本功能是防止接近夹子的后凸耳。
根据一个实施例，该设备还包括一前盖板，该前盖板有使操作装置通过的开口。该前盖板也称为辅助盖，有引导操作装置的功能。它也能够覆盖盖在基座的相对侧上的开放的凹部，以便装显示装置或控制附件。不过，它没有固定机构或包容设备的内部压力的功能。
根据一个可选实施例，该前盖板至少部分覆盖第一夹子的前凸耳和第二夹子的前凸耳。这时，该前盖板也有防止直接接近该前凸耳的功能。
通过下面对本发明的特殊实施例的说明，可以更了解其它优点和特征，该特殊实施例仅仅作为非限定实施例，并在附图中表示，附图中图1所示为根据本发明实施例的单极断路器的透视图；图2所示为图1中的断路器沿剖面II-II的纵剖图；以及图3所示为图1中的断路器沿剖面III-III的横剖图。
具体实施例方式
图中所示的开关设备是一种低压单极的电路断路器10，该电路断路器10有一个由合成绝缘材料制成的模制外壳12，该外壳12由在后部的基座14和在前部的盖16形成。盖16包括前面板17，该前表面17由辅助盖板18部分覆盖；锯齿状侧面板19a、19b；以及横向面板20、21。该部件的基座14的一部分包括与盖16的前面板17相对的后面板22、侧面板23a、23b以及横向面板24、25。盖16装在基座14上，其中的几何结合面位于基座和盖的侧面板和横向面板的边缘的高度处，这样，装配后的外壳近似于平行六面体，有两个具有较大尺寸的侧表面24a、24b和两个相对狭窄并被切除很多的横向表面26、28。换句话说，该设备外壳可以位于由矩形六面体构成的几何包络面内，该矩形六面体的较大表面与侧面板24a、24b相切，并平行于图2的剖面II-II。
盖16通过四个有韧性的夹子30a、30b固定在基座14上，这四个夹子在外壳的侧表面24a、24b上成对地彼此相对。每个夹子由有韧性的硬片形成，该硬片有直的中间部分32a、32b，该中间部分在其一端延伸有前凸耳34a、34b，该前凸耳34a、34b成插入盖16的前凹口36a、36b中的卡子的形式，该中间部分在其另一端延伸有后凸耳38a、38b，该后凸耳38a、38b插入形成于基座14中的后凹口40a、40b内。不工作，后凸耳38a、38b折叠成与该中间部分32a、32b所成角度稍微大于90°。前凹口36a、36b在前表面17上向外开口，并沿大致平行于侧面板24a、24b的方向伸入，以便接受折叠成180o的卡子。后凹口40a、40b大致垂直于侧面板24a、24b伸入，它在该侧面板上向外开口，且该后凹口形成沿相应前凹口的方向的凹部。与同一夹子30a尤其是30b相对应的前凹口36a尤其是36b和后凹口40a尤其是40b通过形成于基座和盖的侧面板上的槽42a尤其是42b而连接。后板43夹在(或粘在)后面板22上，从而形成后盖板，以防止进入后凹口。该外壳还形成有平行于槽42a、42b的半圆柱形槽44，该半圆柱形槽44位于该设备的四角处。各半圆柱形槽44有与其对应的一个凹口45。
盖16有开口46，以便使断路器机构的操作手柄88通过，接着该开口延伸的是辅助盖板18的相应开口47。活动屏蔽件48保证外壳12的内部和外部在该开口46处密封。辅助盖板18另外装有一按钮49，用于将跳闸指令传递给该机构。辅助盖板18通过可从盖内部进入的螺钉50固定在该盖16上。
外壳12装有断路子组件54、驱动机构56和磁-热跳闸装置58，如图2所示。
断路子组件54由与第一电源接线条64电连接的静止触头62和由旋转触头托架68支承并与第二电源接线条70电连接的活动触头66形成。该电源接线条64、70通过横向面板24、26中的开口而从该外壳中出来。触头62、66确定在有金属分离器73的灭弧室72内。一个与基座14模制在一起并有使活动触头66通过的狭槽的中间隔板74固定在该室内并在触头托架68所在的那一侧。在该中间隔板74的相对侧，该室72由附加隔板76封闭，该附加隔板76有作为断路气体出口的开口。该室的另一面由外壳的基座和盖的面板形成。
机构56驱动触头托架68在断开位置和闭合位置之间运动。它包括由下部杆80和上部杆82构成的肘节机构，该下部杆80铰接在触头托架上，该上部杆82铰接在由可旋转的金属支架86驱动的锁栓杆84上，该可旋转的金属支架86固定安装在由手柄88形成的操作装置上。该锁栓杆84与由跳闸装置58操作的断开锁栓90一起操作。图中未示出的储能弹簧在手柄支架86和肘节的铰接心轴之间延伸。该机构的操作可通过文献FR2783349更准确地了解，要获得进一步的详细内容，应参考该文献。活动触头66沿平行于图2的剖面II-II的方向由该机构驱动。
该设备的装配通过以下方式进行。首先，断路子组件54、机构56和跳闸装置58安装在基座14内。同时，辅助隔板18通过螺钉50固定在盖16上。然后将盖16安装在基座14上。然后，对于各夹子30a、30b，将卡子34a、34b插入相应的前凹口36a、36b中，并且在向该夹子的中间部分32a、32b上施加较轻压力之前，使夹子30a、30b枢轴转动，以便将盖16压靠在基座12上。然后，该夹子通过弹性变形而稍微弯曲，后凸耳38a、38b自身插入后凹口40a、40b中，并保持在凹部内，同时将该夹子的中间部分32a、32b压在槽42a、42b的底部上。该槽42a、42b一旦装上夹子之后有足够的深度使夹子30a、30b保持低于外壳的侧面板24a、24b。这样，该夹子30a、30b会一直保持着，因此不会有该夹子由于外壳12的冲击而偶然脱出的危险。最后，通过安装板43来防止进入后凹口40a、40b。
当夹子装好后，该设备就可以装在电开关板上。当采用可拆卸的凸耳100时，将提供有横向的固定凸片102，该固定凸片102插入盖的狭槽45中，且还提供有螺钉(未示出)，该螺钉插入凸耳100中，并拧入开关板的面板内。该螺钉由半圆柱形的槽44引导，并通过凸耳100保持就位。
为了取下夹子，该设备首先从开关板上卸下，从而能接近外壳12的后面板22，然后将后板43取下，且对于各夹子30a、30b，通过工具将后凸耳38a、38b从后凹口40a、40b中抽出。
当然可以有多种变化形式。
可以有任意数目的夹子，只要有至少一个夹子封闭外壳的一个侧面。实际上也可以想到通过螺钉或通过铰链来封闭相对侧。
当在各侧面都有至少一个夹子时，该夹子并不必须成对地彼此相对。而且，该夹子的数目也不必须是偶数的。
还可以想到在外壳的横向面上有补充的夹子。这在外壳很宽时尤其有用，例如，当为多极设备时。
该夹子和凹口可以为任意形状，只要能夹住外壳的这两部件。
根据一个未示出的可选实施例，可以考虑使后凹口与图示实施例的前凹口成镜像关系，也就是说沿平行于侧面板的方向深深伸入。这时，可以想到使后凸耳成卡子的形式，这需要通过用工具使夹子的端头塑性变形来进行装配。
还可以想到提供有与图示实施例的后凹口相同形状的后凹口，而卡子由折叠成大约90°或100°的前凸耳代替，就象后凸耳。
根据一个实施例，可以在盖和辅助盖板之间布置有用于该设备的附件的壳体。尤其是为多极设备时可以这样。在多极设备中，由在中心电极处的机构所占用的空间对应于在侧部电极处的自由空间。
根据另一实施例，可以使辅助盖板延伸成盖住前凸耳。
根据另一实施例，可以省略辅助盖板。
而且，可以将盖简化成为形成前面板的一个板，外壳的侧面板整个由基座的侧面板形成。还可以使外壳由三个部分构成，有基座，该基座简化为后板；中间机壳，该中间机壳没有后面板和盖，形成了侧面板和横向面板；以及盖，该盖简化为前面板。
手柄可以由按钮或者使操作人员能够直接控制该机构的其它操作元件代替。
该机构可以是能够使活动触头进行平面运动的任意类型，不管该运动是转动、平动或它们的组合。还可以是，该机构沿相对方向同时驱动这两个触头。
权利要求
1.一种电开关设备，包括一外壳(12)，该外壳包括一基座(14)，该基座形成后面板(22)，一盖(16)，该盖形成与该后面板(22)相对的前面板(17)，并有穿透该盖的开口(46)；固定装置(30a、30b)，该固定装置使盖(16)相对于基座(14)固定；可分离的电触头(62、66)，装于外壳(12)内部，并在前面板(17)和后面板(22)之间；可分离触头的驱动机构(56)，该驱动机构装于外壳(12)内部，并在前面板(17)和后面板(22)之间，且装备有操作装置(88)，该操作装置穿过盖中的通道(46)伸向该外壳(12)外部，其特征在于该固定装置(30a、30b)包括至少一第一韧性金属夹(30a)，该第一韧性金属夹包括一中间部分(32a)，该中间部分从后面板(22)一直延伸到前面板(17)，接着该中间部分延伸的是折叠到前面板上的前凸耳(34a)和折叠到后面板上的后凸耳(22)，从而夹住该基座和盖。
2.根据权利要求1所述的电开关设备，其特征在于该固定装置还包括第二韧性金属夹(30b)，该第二韧性金属夹包括一中间部分(32b)，该中间部分从后面板(22)延伸到前面板(17)，接着该中间部分延伸的是折叠到前面板上的前凸耳(34b)和折叠到后面板(22)上的后凸耳(38b)，从而夹住该基座和盖。
3.根据权利要求2所述的电开关设备，其特征在于该外壳形成有彼此相对的第一侧面板(30a)和第二侧面板(30b)，第一夹子的中间部分(32a)与第一侧面板(24a)接触，第二夹子的中间部分(32b)与第二侧面板(24b)接触。
4.根据权利要求3所述的电开关设备，其特征在于该外壳(12)位于平行六面体的几何包络面内，该包络面有与第一侧面板和第二侧面板相切的平面几何侧面，驱动机构(56)驱动该可分离的触头沿平行于所述几何侧面的轨道进行平面运动。
5.根据权利要求3或4所述的电开关设备，其特征在于第一侧面板(30a)包括一个槽(42a)，用来装第一夹子的中间部分(32a)，第二侧面板(30b)包括一个槽(42b)，用来装第二夹子的中间部分(32b)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的电开关设备，其特征在于该外壳(12)还形成连结侧面板(24a、24b)的横向面板(26、28)，该设备还包括与触头(62、66)相连的电源接线端(64、70)，且该设备通过形成于该横向面板(26、28)上的通道开口而向外开口于外壳(12)的外部。
7.根据权利要求6所述的电开关设备，其特征在于该侧面板(24a、24b)有比横向面板(26、28)更大的表面。
8.根据权利要求7所述的电开关设备，其特征在于该设备为单极设备。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的电开关设备，其特征在于该后面板(22)包括第一后凹口(40a)，用来装第一夹子的后凸耳(38a)；以及第二后凹口(40b)，用来装第二夹子的后凸耳(38b)。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的电开关设备，其特征在于该前面板(17)包括第一前凹口(36a)，用来装第一夹子的前凸耳(34a)；以及第二前凹口(36b)，用来装第二夹子的前凸耳(34b)。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的电开关设备，其特征在于该设备还包括一后盖板(43)，该后盖板至少部分覆盖第一夹子的后凸耳(38a)和第二夹子的后凸耳(38b)。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的电开关设备，其特征在于该设备还包括一前盖板(18)，该前盖板有用于操作装置(88)通过的开口(47)。
13.根据权利要求12所述的电开关设备，其特征在于该前盖板(18)至少部分覆盖第一夹子的前凸耳(34a)和第二夹子的前凸耳(34b)。
全文摘要
一种电开关设备，尤其是断路器，包括一个外壳(12)，该外壳(12)由通过夹子(30a、30b)而彼此固定的基座(14)和盖(16)形成。该夹子布置在形成于外壳的侧面板(24a、24b)中的槽(42a、42b)内，并折叠到盖(16)的前面板(17)和基座(14)的后面板上。该盖(16)有用于使设备机构的手柄(88)通过的开口(46)。该机构驱动设备的可分离触头在平行于外壳的侧面板的平面内进行平面运动。
文档编号H01H71/02GK1399294SQ0212681
公开日2003年2月26日 申请日期2002年7月22日 优先权日2001年7月25日
发明者劳伦特·普雷维厄克斯 申请人:施耐德电器工业公司