專利名稱：用于斷路器的可鎖定緊固件的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及斷路器，尤其是涉及一種可在斷路器應用中采用的緊固件，該緊固件是可鎖定的以防止緊固件的松動。
背景技術：
斷路器在配電系統中有多種用途。斷路器的一種示例性結構包括一線路導體，一負載導體，一固定觸頭和一活動觸頭，其中活動觸頭可移入和移出與固定觸頭的導電性接合，以在接通位置與斷開位置或者跳閘位置之間開關斷路器。該固定觸頭與線路導體和負載導體中的一個導電性接合，而活動觸頭與線路導體和負載導體中的另一個導電性接合。
活動觸頭通常設置在一活動觸頭臂上。在一些斷路器中，活動臂可設置在斷路器的內部結構中的一結構上，柔性分路器用于導電性地連接活動臂與其相關導體。在其它斷路器中，理想的是，將該活動臂直接樞轉地安裝在相關導體上。在這種情況下，可采用一緊固件形成活動臂與導體之間的可樞轉連接。該緊固件必須在導體與活動臂之間提供足夠的接觸力以提供它們之間的導電性接合，但是接觸力不能太大，否則會在活動臂和導體之間產生過大的摩擦力，從而臂的樞轉動作被削弱。因此，公知的是，可以提供一種用于將一活動觸頭固定到一導體上的螺紋緊固件，其中該螺紋緊固件被擰緊到一個高度特定的扭矩等級，在該扭矩等級實現了導電性和摩擦力之間的適合的平衡。
但是，這種裝置不是沒有局限性。應該理解的是，觸頭的重復打開和關閉—從而活動臂在閉合位置和打開位置之間樞轉—可導致將活動臂樞轉地安裝在導體上的螺紋緊固件的逐漸松動。這種松動改變了緊固件的扭矩，并因此改變了活動臂與導體之間的可樞轉連接的導電/摩擦特性，這是不希望出現的。
還公知的是，空間被極大地限制在斷路器的范圍內。因此，解決緊固問題的任何方法都必須占用一最小空間。
因此，期望提供一種改進的緊固件，該緊固件是可鎖定的并且占用一最小空間。

發明內容
一種改進可鎖定緊固件以及因而得到的斷路器滿足這些和其它需要。一種改進可鎖定緊固件可應用在一種斷路器中，該緊固件包括可相互螺旋地配合的一第一部件和一第二部件，以及一在第一和第二部件之間延伸以防止第一和第二部件松動的鎖定部件。第二部件包括一可螺旋地容納在形成于第一部件中的一空腔的一第一螺紋部中的螺紋桿體。鎖定部件包括一螺紋主體和一錐體，其中螺紋主體可螺旋地容納在第一部件的一第二螺紋部中，并且錐體可至少部分地容納在形成于第二部件的桿體中的一插孔中。所述插孔限定形成位于所述桿體上的一支座，并且錐體與支座接合以鎖定與所述第一部件成固定關系的所述第二部件。在本發明的一實施例中，錐體使桿體的至少一部分變形以與凸緣進入接合，其中該凸緣設置在空腔的第一和第二螺紋部之間。在另一實施例中，不需要一凸緣就可實現鎖定。
因此，本發明的一個方面是提供一種改進可鎖定緊固件，該緊固件可被調整到給定等級的扭矩，然后被鎖定以防止緊固件的松動。
本發明的另一個方面是提供一種具有一活動臂的改進斷路器，該活動臂可通過一可鎖定緊固件與一導體連接。
本發明的另一個方面是提供一種占用最小空間的改進可鎖定緊固件。
本發明的另一個方面是提供一種具有一鎖定部件的改進可鎖定緊固件，該鎖定部件基本位于可鎖定緊固件的內部。
本發明的另一個方面是提供一種具有一鎖定部件的改進可鎖定緊固件，該鎖定部件包括一錐體，該錐體可與可鎖定緊固件的一個部件接合，以使可鎖定緊固件的部件徑向和軸向鎖定地接合在一起。
本發明的另一個方面是提供一種具有一支座的改進可鎖定緊固件，該支座可通過一錐形鎖定部件接合。
本發明的另一個方面是提供一種具有一支座的改進可鎖定緊固件，該支座可通過一錐形鎖定部件接合，其中該錐體使可鎖定緊固件的至少一部分變形以與可鎖定緊固件的一凸緣接合。
本發明的這些和其它方面通過一種改進可鎖定緊固件提供，該緊固件用于將斷路器的多個部件連接在一起，并用于保持所述部件之間的導電性，同時允許所述部件之間的相對運動，其中緊固件的通用特性可被認為是包括一具有形成在其中的一螺紋空腔的第一部件；一包括一螺紋桿體的第二部件，所述桿體具有設置在其上的一支座，所述桿體的至少一部分可螺旋地容納在所述空腔中；以及一鎖定部件，所述鎖定部件可與所述支座接合，以使所述桿體與所述第一部件可鎖定地接合，并且所述第一部件，所述第二部件和所述鎖定部件沿軸向對準。
本發明的另一個方面是提供一種斷路器，該斷路器的一般特性可以被認為是包括一線路導體；一負載導體；一固定觸頭；一活動觸頭；一活動臂，所述活動觸頭導電性地設置在所述活動臂上；一可操作地與所述活動臂連接的跳閘單元；以及一可鎖定緊固件；所述固定觸頭導電性地設置在所述線路導體和所述負載導體中的一個上；所述活動臂利用所述可鎖定緊固件與所述線路導體和所述負載導體中的另一個導電性地連接，并可移動地安裝到所述線路導體和所述負載導體中的所述另一個上；所述可鎖定緊固件包括一第一部件，一第二部件，以及一鎖定部件；所述第一部件具有形成在其中的一螺紋空腔；所述第二部件包括一螺紋桿體，所述桿體具有設置在其上的一支座，所述桿體的至少一部分可螺旋地容納在所述空腔中；所述鎖定部件可與所述支座接合，以使所述桿體與所述第一部件可鎖定地接合；并且所述第一部件，所述第二部件和所述鎖定部件沿軸向對準。


結合附圖閱讀以下對優選實施例的描述可進一步理解本發明，其中圖1是根據本發明的改進斷路器的示意圖，該斷路器采用了根據本發明第一實施例的示意性示出的改進可鎖定緊固件；圖2是包括第一實施例的緊固件的斷路器的一部分的立體圖；圖3是與圖2類似的視圖，不同之處在于以分解方式示出了第一實施例的緊固件和斷路器的其它部件；圖4是第一實施例的緊固件的局部剖視分解圖；圖5是第一實施例的緊固件的局部剖視裝配圖；圖6是圖5的一部分的放大圖；圖7是根據本發明第二實施例的改進可鎖定緊固件的局部剖視分解圖；以及圖8是第二實施例的緊固件的局部剖視裝配圖。
在整個說明書中相同的附圖標記表示相同的部件。
具體實施例方式
圖1中示意性地示出根據本發明的改進斷路器4。斷路器4有利地包括根據本發明第一實施例的一可鎖定緊固件6。如下面更詳細說明的，可鎖定緊固件6可緊固到一給定等級的扭矩，并有利地可鎖定在該給定等級的扭矩，以防止斷路器4在接通位置與斷開位置或者跳閘位置之間的移動而引起的松動。
雖然在圖1中示意性地示出的示例性斷路器4具有一單極10，但應理解的是，斷路器4有可能是一多極斷路器。斷路器4的每個極10包括一線路導體8，一負載導體12，一對固定觸頭16(僅示出其中之一)，一對活動觸頭20(僅示出其中之一)，一對臂24，以及一個可鎖定緊固件6。一跳閘單元28直接或者間接地與斷路器4的每個極10的臂24可操作性地連接，以便響應于許多預定條件中的一些條件以公知方式使斷路器4跳閘。當示例性斷路器4被構造成使得每個極10包括一對臂24，并且因此還包括多對活動觸頭和固定觸頭20和16時，應理解，緊固件6可應用在每個極僅包括一個單個活動臂的斷路器中。
負載導體包括一支柱30(圖2和圖3)，并且臂24通過緊固件6可樞轉地安裝在支柱30上。如下面更詳細說明的，緊固件6利用足夠的力將臂24緊固到支柱30上，用來提供支柱30與臂24之間的導電性連接，同時允許臂24相對于支柱30的樞轉運動。
每個臂24包括在一個端部附近形成在其中的一孔26(圖3)。每個臂還包括導電性設置于其上的位于孔26相對側的一活動觸頭20。
如圖3-5所示，可鎖定緊固件6通常可包括一第一部件32，一第二部件36，以及一鎖定部件40。示出的示例性緊固件6還包括多個彈性墊圈44。
第一部件32包括一第一頭部52和一細長的第一軸部48。第一部件32包括一形成在其中的空腔56，在示出的示例性第一實施例中，該空腔貫穿第一部件32的整個縱向。
空腔56包括相互之間用凸緣68隔開的一第一螺紋部60和一第二螺紋部64。如下面結合緊固件的第二實施例說明的，第一和第二螺紋部可以不同方式限定。第一頭部52包括形成在其中的一第一橫向槽72，可以理解，第一頭部52可以是其它的結構并且可以具有例如一適合不同工具的插口來代替槽72。
第一螺紋部60具有用標記70表示的第一直徑，并且第二螺紋部64具有用標記74表示的第二直徑。在這里示出的示例性實施例中，第一直徑70比第二直徑74小。凸緣68在第一和第二螺紋部60和64之間環狀地延伸，并且位于基本垂直于第一軸部48的縱向定向的平面內。因此，可以看出，凸緣68可具有與第一直徑70相等的內徑，和與第二直徑74相等的外徑。應理解，在本發明可選的實施例中，第一和第二直徑可在不脫離本發明思想的情況下而準許相互之間存在不同的關系，例如第一直徑大于第二直徑，并且凸緣被限定在一個于它們之間延伸的開放區域上，或別的方式。
第二部件36包括一第二頭部80，一細長的第二軸部76，以及一細長桿體84。桿體84包括一與第二軸部76相對的自由端88并且被攻有外螺紋從而可與第一部件32的第一螺紋部60螺旋地配合。
第二部件36包括形成在其中的一插孔92，在示出的示例性實施例中，插孔92是從自由端88貫穿桿體84的一部分的圓柱形空腔。一支座94鄰近自由端88限定形成在插孔92上。基于可鎖定緊固件6的特定結構，插孔92可從自由端88向桿體84中延伸入較長或者較短的距離，并還可以根據需要延伸入第二軸部76。第二頭部80包括形成在其中的一第二橫向槽90，應注意，與上述第一頭部52一樣，第二頭部80也可為不同的結構。
鎖定部件40包括螺紋主體96和錐體98。主體96可與第一部件32的第二螺紋部64螺旋地配合，并且錐體98可與第二部件36的支座94接合，如圖5和圖6所示。鎖定部件40的一部分可容納在插孔92中從而實現這種接合。
示例性錐體98總體上為一種正圓錐體的結構，并因此具有一以相對于鎖定部件40的縱軸的一個角度定向的圓錐形表面。在這里示出的示例性鎖定部件40中，該角度大約為15°，意味著錐體98的頂角角度約為30°。錐體98可以采用其它的角度，下面將詳細說明。
在使用中，彈性墊圈44鄰近第一和第二頭部52和80位于第一和第二軸部48和76上。第一軸部48容納在并穿過一個臂24的一個孔26中，第二軸部76容納在并穿過另一個臂24的另一個孔26中。然后，第一和第二軸部48和76容納于支柱30的一孔100(圖3)中，以將臂24緊固到負載導體12上。
桿體84容納在第一部件32的一第一端部中，并與第一螺紋部60螺旋地接合。然后，第一和第二部件32和36相互螺旋地擰緊，直到達到一定等級的扭矩。這種扭矩很可能選擇為，在期望將臂24導電性地緊固到負載導體12的支柱30上與限制它們之間的轉動摩擦之間提供一種最佳或者適合的折中。在這種扭矩下，第一和第二軸部48和76將被稍微地隔開，如圖5所示，以便可在第一和第二軸部48和76的端部之間沒有干擾的情況下在它們之間獲得一壓縮載荷。
在緊固第一和第二部件32和36以實現前述要求等級的扭矩時，第一和第二頭部52和80壓縮彈性墊圈44，由此在第一和第二頭部52和80之間保持一給定壓縮力。公知的是，這種彈性墊圈44在壓縮載荷作用下僅偏轉一較小量。由于斷路器4的不同部件在斷路器4的運行中會變熱，并且由于這種變熱會導致前述部件一定量的熱膨脹，因此彈性墊圈44有助于保持第一和第二頭部52和80之間的壓縮負載等級，而不受溫度波動的影響。
一旦第一和第二部件32和36被緊固到要求等級的扭矩，鎖定部件40便容納在第一部件32的與第二螺紋部64螺紋配合的一相對第二端部中。鎖定部件40利用適合的工具螺旋地擰進并穿過第二螺紋部64，直到錐體98與插孔92的支座94接合。在這一點上，錐體98的至少一部分可能被容納于插孔92中。
然后，鎖定部件40緊固到第二螺紋部64中，直到在第二螺紋部64與支座94之間達到一適合等級的扭矩。在這一點上，主體96可形成有一適合接納工具的結構，例如一錐體98相對側的插口。在執行緊固操作中，適合工具(未示出)可穿過第二頭部80容納進空腔56的第二螺紋部64中，從而可操作地接合鎖定部件40。
從圖6可較好地理解，錐體98與支座94的接合使得桿體84的一部分在凸緣68附近變形。桿體84的這種變形有利地幫助防止第二部件36從第一部件32脫離螺紋咬合，即松動，這有助于將可鎖定緊固件6保持在初始擰緊等級的扭矩，即使斷路器4的臂24重復操作。桿體84的自由端88的變形可以是彈性的，并且基于特定應用的特定需要又可以是塑性的。
從圖5和圖6可以得知，錐體98與支座94的接合產生了存在于錐體98和支座94之間的具有徑向和縱向分量的力。這種力的徑向分量既可以用來使桿體84與第一螺紋部60徑向接合，還可以圖6中所示的方式使桿體84的自由端88變形。這種力的縱向分量使桿體84的螺紋與第一螺紋部60的螺紋縱向接合。示例性鎖定部件40可以例如被扭到等級為約30英寸-磅數量級的扭矩。
根據桿體84的壁的厚度，即桿體84的螺紋外表面與由插孔92限定的表面之間的距離，錐體98可被以不同角度構造以實現支座94上的徑向和縱向力的期望組合。或者，緊固鎖定部件40所達到的扭矩可以變化。例如，如果可選實施例可鎖定部件6使用壁厚比圖4-6所示壁厚大的桿體84，錐體98可更尖，即具有更小的角度和/或鎖定部件40可被擰緊到一較高等級的扭矩，從而實現鎖定部件40、第一部件32以及第二部件36之間的力的期望組合，并實現圖6所示的變形。
因為根據本發明的可鎖定緊固件6可被鎖定在基本不受根據本發明的斷路器4的操作影響的給定扭矩設定，所以可鎖定緊固件6和從而得到的斷路器4被構造成可提供較長時間的可靠性。鎖定部件40在第一和第二部件32和36之間的接合產生存在于緊固件6的各部件之間的徑向和縱向鎖定力，并且還使第二部件36相對于第一部件32變形。這些結果有利地防止第一和第二部件32和36相對于彼此松動。鎖定部件40還有利地實現了鎖定功能，而不需要設置較長的第一和第二部件32和36。
鎖定部件40的扭矩設定可在裝配線上容易地確定，這有助于鎖定緊固件6與因而得到的斷路器4的裝配。而且，鎖定部件40位于第一部件32的內部，因此緊固件6占用了斷路器4中的最小區域。此外，鎖定部件40可有利地以給定扭矩關系鎖定第一和第二部件32和36，而不會妨礙所述扭矩。
根據本發明的緊固件106的第二個實施例在圖7和圖8示出。緊固件106可代替斷路器4中的緊固件6。
緊固件106包括一第一部件132，一第二部件136，以及一鎖定部件140。但是，第一螺紋部160和第二螺紋部164被限定為一單個螺紋通道166的不同區域。這樣，第一和第二螺紋部具有相同的直徑，并且在它們之間沒有設置凸緣。鎖定部件140的錐體198與第二部件136的一插孔192的一支座194的接合因而實現了鎖定作用，而不產生第二部件136在一凸緣附近的變形。但是，錐體198與支座194的接合產生了第一部件132、第二部件136以及鎖定部件140之間的縱向和徑向力。這樣，第二部件136位于支座194附近的部分與第一部件132的第一螺紋部160徑向地接合。而且，第二部件136的螺紋與第一螺紋部160的螺紋縱向地接合。
因此，緊固件106可在第一和第二部件132和136被擰緊到一特定等級的扭矩之后通過鎖定部件140的應用而鎖定。雖然鎖定部件不會使第二部件136的位于第一部件132的凸緣附近的部分以與緊固件6相同的方式變形，但應理解，緊固件106的部件會在其鎖定期間發生至少較小程度的變形。鎖定部件140仍然將徑向和縱向力施加給第二部件136。
雖然已經詳細說明了本發明的特定實施例，但本領域的技術人員可以理解，根據本發明內容的總體教導，可以進行多種細節上的修正和變形。因此，本發明公開的特定結構僅僅是示例性的，而非限制性的，本發明的內容由附屬權利要求書及其和任何等效形式給定。
權利要求
1.一種可鎖定緊固件(6)，它用于將一斷路器的多個部件連接在一起和用于保持所述部件之間的導電性，同時允許所述部件之間相對移動，所述緊固件包括具有形成在其中的一螺紋空腔(56)的一第一部件(32)；包括一螺紋桿體(84)的一第二部件(36)，所述桿體具有設置在其上的一支座(94)，所述桿體的至少一部分可螺旋地容納在所述空腔中；一鎖定部件(40)，所述鎖定部件可與所述支座接合以使所述桿體與所述第一部件可鎖定地接合；并且所述第一部件，所述第二部件和所述鎖定部件沿軸向對準。
2.根據權利要求1所述的緊固件，其特征在于所述鎖定部件帶有螺紋；所述鎖定部件與所述第一部件可螺旋地配合。
3.根據權利要求2所述的緊固件，其特征在于所述螺紋空腔包括一第一螺紋部(60)和一第二螺紋部(64)；所述桿體可螺旋地容納在所述第一螺紋部中；以及所述鎖定部件可螺旋地容納在所述第二螺紋部中。
4.根據權利要求3所述的緊固件，其特征在于所述螺紋空腔包括一設置在所述第一螺紋部和所述第二螺紋部之間的凸緣(68)。
5.根據權利要求4所述的緊固件，其特征在于所述桿體至少部分地延伸入所述第二螺紋部內；所述第二部件的至少一部分可通過所述鎖定部件變形而與所述凸緣進入接合。
6.根據權利要求5所述的緊固件，其特征在于所述第一螺紋部具有第一直徑(70)；所述第二螺紋部具有第二直徑(74)；所述第一直徑比所述第二直徑小。
7.根據權利要求1所述的緊固件，其特征在于所述支座包括一插孔(92)；所述鎖定部件包括一錐體(98)；所述錐體的至少一部分可在所述鎖定部件與所述支座接合時容納在所述插孔中。
8.根據權利要求7所述的緊固件，其特征在于所述空腔貫穿所述第一部件的整個縱向；所述第二部件可容納穿過所述第一部件的一第一端部；所述鎖定部件可容納穿過所述第一部件的一相對的第二端部。
9.根據權利要求8所述的緊固件，其特征在于所述第一部件包括至少一第一彈性墊圈(44)。
10.一種斷路器(4)，包括一線路導體(8)；一負載導體(12)；一固定觸頭(16)；一活動觸頭(20)；一活動臂(24)，所述活動觸頭導電性地設置在所述活動臂上；一可操作地與所述活動臂連接的跳閘單元(28)；以及一可鎖定緊固件(6)；所述固定觸頭導電性地設置在所述線路導體和所述負載導體中的一個上；所述活動臂利用所述可鎖定緊固件與所述線路導體和所述負載導體中的另一個導電性地連接，并可移動地安裝到所述線路導體和所述負載導體中的所述另一個上；所述可鎖定緊固件包括一第一部件(32)，一第二部件(36)，以及一鎖定部件(40)；所述第一部件具有形成在其中的一螺紋空腔(56)；所述第二部件包括一螺紋桿體(84)，所述桿體具有設置在其上的一支座(94)，所述桿體的至少一部分可螺旋地容納在所述空腔中；所述鎖定部件可與所述支座接合，以使所述桿體與所述第一部件可鎖定地接合；并且所述第一部件，所述第二部件和所述鎖定部件沿軸向對準。
11.根據權利要求10所述的斷路器，其特征在于所述鎖定部件帶有螺紋；所述鎖定部件與所述第一部件可螺旋地配合。
12.根據權利要求11所述的斷路器，其特征在于所述螺紋空腔包括一第一螺紋部(60)和一第二螺紋部(64)；所述桿體可螺旋地容納在所述第一螺紋部中；以及所述鎖定部件可螺旋地容納在所述第二螺紋部中。
13.根據權利要求12所述的斷路器，其特征在于所述螺紋空腔包括設置在所述第一螺紋部與所述第二螺紋部之間的一凸緣(68)。
14.根據權利要求13所述的斷路器，其特征在于所述桿體至少部分地延伸入所述第二螺紋部內；所述第二部件的至少一部分可通過所述鎖定部件變形而與所述凸緣進入接合。
15.根據權利要求14所述的斷路器，其特征在于所述第一螺紋部具有第一直徑(70)；所述第二螺紋部具有第二直徑(74)；所述第一直徑比所述第二直徑小。
16.根據權利要求12所述的斷路器，其特征在于所述第一螺紋部和所述第二螺紋部與所述第一部件的外部相接合。
17.根據權利要求10所述的斷路器，其特征在于所述桿體可縱向和徑向地與所述螺紋空腔可鎖定地接合。
18.根據權利要求10所述的斷路器，其特征在于所述支座包括一插孔(92)；所述鎖定部件包括一錐體(98)；所述錐體的至少一部分可在所述鎖定部件與所述支座接合時容納在所述插孔中。
19.根據權利要求18所述的斷路器，其特征在于所述空腔貫穿所述第一部件的整個縱向；所述第二部件可容納穿過所述第一部件的一第一端部；所述鎖定部件可容納穿過所述第一部件的一相對的第二端部。
20.根據權利要求19所述的緊固件，其特征在于所述第一部件包括至少一第一彈性墊圈(44)。
全文摘要
本發明涉及一種用于斷路器的可鎖定緊固件。該改進可鎖定緊固件(6)可應用于一斷路器(4)中，并包括可相互螺旋地配合的一第一部件(32)和一第二部件(36)，以及一在第一和第二部件之間延伸以防止第一和第二部件松動的鎖定部件(40)。第二部件包括一可螺旋地容納在形成于第一部件中的一空腔(56)的一第一螺紋部(60)中的螺紋桿體(84)。鎖定部件包括一螺紋主體(96)和一錐體(98)，其中螺紋主體可螺旋地容納在第一部件的一第二螺紋部(64)中，并且錐體可至少部分地容納在形成于第二部件的桿體中的一插孔(92)中。所述插孔限定形成位于所述桿體上的一支座(94)，并且錐體與支座接合以使所述桿體的至少一部分變形而與一凸緣(68)進入接合，該凸緣設置在空腔的第一螺紋部和第二螺紋部之間。
文檔編號F16B5/02GK1641817SQ20041009545
公開日2005年7月20日 申請日期2004年12月17日 優先權日2003年12月19日
發明者A·M·斯特, D·A·帕克斯, A·D·卡羅瑟斯 申請人:伊頓公司