專利名稱：動觸頭襯墊和靜觸頭襯墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種觸頭襯墊，更具體地，涉及一種用于斷路器的動觸頭襯墊和靜觸頭襯墊，更加具體地，涉及一種用于框架式斷路器的動觸頭襯墊和靜觸頭襯墊。
背景技術(shù)：
觸頭襯墊，包括動觸頭襯墊和靜觸頭襯墊，是框架斷路器上用于承載電流的重要零件。圖1是示出連接于斷路器和外部抽架(框架)之間的傳統(tǒng)觸頭襯墊的透視圖，其中斷路器和外部抽架的僅一部分被示出。圖2是圖1中的動觸頭襯墊的放大視圖。觸頭襯墊大體上可分為兩個部分，即觸頭部分和插頭端子部分。如圖1和圖2所示，動觸頭襯墊1 包括用于連接到斷路器的觸頭組件3的動觸點的觸頭部分11和用于連接到斷路器外部的抽架的插座端子(也常稱為“夾頭”)4的插頭端子部分12。類似地，靜觸頭襯墊2同樣包括用于連接到斷路器的觸頭組件3的靜觸點的觸頭部分和用于連接到斷路器外部的抽架的相應(yīng)的插座端子4的插頭端子部分。為了能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器和外部插座端子之間的穩(wěn)定的物理和電氣連接以及一些其它電氣性能要求，觸頭襯墊的觸頭部分和插頭端子部分通常有一定的幾何形狀要求，因此為了便于制造，如圖1和2所示，傳統(tǒng)的觸頭襯墊的觸頭部分和插頭端子部分是兩個相互獨立制造的部件，然后通過例如螺釘互聯(lián)在一起(可參見圖1的螺釘孔14)。盡管將觸頭襯墊分為兩個部分制造然后組裝簡化了制造難度，但是，其至少存在如下缺點由于觸頭襯墊通常需要承載較大的電流，因此觸頭襯墊采用低電阻材料，例如價格相對昂貴的銅，制成，以盡可能地減少功耗，但是，在傳統(tǒng)的觸頭襯墊的兩個部分(即兩個部件插頭端子部件和觸頭部件)的連接之處不可避免地存在空氣間隙，從而引起行業(yè)內(nèi)熟知的接觸電阻，進(jìn)而增大了功耗。盡管行業(yè)內(nèi)一直致力于減小該接觸電阻，例如通過將觸頭襯墊的兩個部分的配合端面制造得盡可能的光滑，并通過螺釘盡可能地緊固，以減小接觸電阻，但是，事實證明， 上述操作不可避免地引起了制造成本的上升，同時依然無法將接觸電阻降到非常理想的水平。因此，存在一種需求，即優(yōu)化觸頭襯墊的形狀結(jié)構(gòu)以降低或消除接觸電阻，從而降低觸頭襯墊的整體電阻以及由此產(chǎn)生的功耗。進(jìn)一步地，如上所述，由于作為觸頭襯墊的主要材料的銅價格相對昂貴，因此，存在一種需求，即降低觸頭襯墊的銅的使用量以降低成本，但同時保證整個觸頭襯墊的電阻并不因為銅使用量的減少而增大。也就是說，存在一種需求，減少電流回路中每單位電流 (例如每千安培)的材料(例如，銅)的消耗量(行業(yè)內(nèi)常稱“耗銅量”)。

實用新型內(nèi)容根據(jù)上述的缺點和不足，本實用新型的目的是至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。對于用于斷路器的觸頭襯墊，包括靜觸頭襯墊和動觸頭襯墊，通常通過鍛造工藝
4制造而成。由于早期的鍛造工藝水平相對較低，因此為了鍛造方便，將觸頭襯墊制造為兩個零件，即觸頭部件和插頭端子部件，分別進(jìn)行鍛造，然后再進(jìn)行組裝。由于在現(xiàn)有技術(shù)中由兩個零件組成的觸頭襯墊是司空見慣的，技術(shù)人員受制于該慣性思維或技術(shù)偏見，抑或是還由于一些其它原因，往往致力于通過減小兩個零件之間的接觸電阻來降低整體電阻，而尚未思及采用一體鍛造的方式形成一件式的一體觸頭襯墊。受制于上述慣性思維或技術(shù)偏見，盡管現(xiàn)今的制造工藝?yán)珏懺旃に囈呀?jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)觸頭襯墊的一體制造，但是，卻沒有將一體鍛造工藝應(yīng)用于觸頭襯墊的先例。在本實用新型的實施例中，突破傳統(tǒng)思維限制，通過將現(xiàn)有技術(shù)中的由兩個零件組裝而成的觸頭襯墊改進(jìn)為僅由一個零件一體制造而成，從而從根本上消除了接觸電阻，進(jìn)而大大降低了整個觸頭襯墊的電阻，減小了觸頭襯墊的功耗。 由于觸頭襯墊為一體式的，因此，消除了傳統(tǒng)觸頭襯墊中的裝配環(huán)節(jié)，有利于觸頭襯墊制造成本的降低。在本實用新型的進(jìn)一步的實施例中，本實用新型的發(fā)明人通過理論分析以及實驗發(fā)現(xiàn)，流經(jīng)觸頭襯墊橫截面的電流的電流密度在觸頭襯墊的各個部分并不相同，因此，在本實用新型中，利用電流密度的該特點，通過對觸頭襯墊橫截面進(jìn)行優(yōu)化，即電流密度相對較小的部分可以施加較少的材料，而電流密度相對較大的部分可以施加較多的材料，從而實現(xiàn)在保證觸頭襯墊的電阻不變或更小的情形下使得觸頭襯墊的材料使用量明顯減少，進(jìn)而有效地降低了電流回路中每單位電流的耗銅量。在本實用新型的一實施例中，提供一種用于斷路器的動觸頭襯墊，包括用于連接到斷路器的動觸點的觸頭部分和用于連接到斷路器外部的抽架的插座端子的插頭端子部分，其中，觸頭部分和插頭端子部分是一體的，以使得動觸頭襯墊僅由一個部件形成。插頭端子部分所在平面與觸頭部分所在平面之間的夾角可以為O度與180度之間的任意角度。 動觸頭襯墊還包括位于觸頭部分和插頭端子部分之間的過渡部分，插頭端子部分可以位于該過渡部分上的任意位置。優(yōu)選地，插頭端子部分可以位于該過渡部分的靠近邊緣位置處。 或者，插頭端子部分可以位于該過渡部分的中間位置處。插頭端子部分所在平面與該過渡部分所在平面之間的夾角為0度與90度之間的任意角度。在上述實施例的進(jìn)一步的優(yōu)選實施例中，過渡部分在靠近觸頭部分處的厚度大于過渡部分在遠(yuǎn)離觸頭部分處的厚度。優(yōu)選地，過渡部分在面對插頭端子部分的一側(cè)可以為一平面，過渡部分在面對觸頭部分的一側(cè)可以為與觸頭部分成流線形過渡的一曲面。在本實用新型的另一實施例中，提供一種用于斷路器的靜觸頭襯墊，包括用于連接到斷路器的靜觸點的觸頭部分和用于連接到斷路器外部的抽架的插座端子的插頭端子部分，其中，觸頭部分和插頭端子部分是一體的，以使得靜觸頭襯墊僅由一個部件形成。插頭端子部分所在平面與觸頭部分所在平面之間的夾角可以為0度與90度之間的任意角度。 插頭端子部分可以位于觸頭部分上的任意位置。優(yōu)選地，插頭端子部分可以位于觸頭部分的靠近邊緣位置處?；蛘撸孱^端子部分可以位于觸頭部分的中間位置處。在上述實施例的進(jìn)一步的優(yōu)選實施例中，觸頭部分包括用以承載通過靜觸頭襯墊的大部分電流的主觸頭部分，該主觸頭部分的厚度大于觸頭部分的其它部分的厚度。優(yōu)選地，觸頭部分在面對插頭端子部分的一側(cè)上在對應(yīng)主觸頭部分位置處可以形成一凸起肋。 觸頭部分還可以包括用以輔助觸頭部分與斷路器的靜觸點之間的物理和電氣接觸的輔助觸頭部分，該輔助觸頭部分的厚度小于觸頭部分的其它部分的厚度。觸頭部分還可以包括位于輔助觸頭部分和主觸頭部分之間的用以跑弧的弧觸頭部分，該弧觸頭部分與主觸頭部分之間可以形成一凹槽。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述描述僅僅是為了示例性的目的，而不是要限制本實用新型的范圍。

本實用新型的示例性實施例的上述和其它特征以及優(yōu)點將從下面的結(jié)合附圖的詳細(xì)描述變得更加明顯，并且附圖僅用于示例性目的而不是以任何方式來限制本實用新型的范圍，其中圖1是示出連接于斷路器和外部抽架之間的傳統(tǒng)觸頭襯墊的透視圖，其中斷路器和外部抽架的僅一部分被示出；圖2是圖1中的動觸頭襯墊的放大視圖；圖3是圖2中的動觸頭襯墊的觸頭部分的透視圖；圖4是圖1中的靜觸頭襯墊的觸頭部分的透視圖；圖5是示出連接于斷路器和外部抽架之間的根據(jù)本實用新型的觸頭襯墊的透視圖，其中斷路器和外部抽架的僅一部分被示出；圖6是圖5中的動觸頭襯墊的放大視圖；圖7是圖5中的動觸頭襯墊的另一角度的透視圖；圖8是圖5中的靜觸頭襯墊的透視圖。
具體實施方式
下面將參照附圖描述本實用新型的各示例性的實施例。首先，參照圖5和圖6，其中圖5是示出連接于斷路器和外部抽架之間的根據(jù)本實用新型的觸頭襯墊的透視圖，其中斷路器和外部抽架的僅一部分被示出；圖6是圖5中的動觸頭襯墊的放大視圖。根據(jù)本實用新型的用于斷路器的動觸頭襯墊10，包括用于連接到斷路器的觸頭組件30的動觸點的觸頭部分101和用于連接到斷路器外部的抽架的插座端子40的插頭端子部分(也常稱作“特征臂”)102。如圖6所示，觸頭部分101和插頭端子部分102是一體的，也就是說，整個動觸頭襯墊僅由一個部件形成。與如圖2所示的傳統(tǒng)的兩件式的動觸頭襯墊相比，本實用新型的動觸頭襯墊的一體制造的方式完全消除了接觸電阻，從而使得動觸頭襯墊可以用以承載更高的電流，具有更好的電氣性能。同時，一體式的動觸頭襯墊結(jié)構(gòu)還使得有可能將觸頭襯墊制造得更小，即與傳統(tǒng)的觸頭襯墊相比，相同性能的觸頭襯墊將耗費更少量的材料。本實用新型的該一體式的動觸頭襯墊的構(gòu)思和原理同樣可以應(yīng)用于靜觸頭襯墊，如圖5所示，靜觸頭襯墊20同樣不具有任何如現(xiàn)有技術(shù)中的螺釘連接結(jié)構(gòu)，而是由單一部件形成。根據(jù)本實用新型的動觸頭襯墊和靜觸頭襯墊可以通過現(xiàn)有技術(shù)中的工藝，例如鍛造工藝，進(jìn)行制造。在本實用新型中，動觸頭襯墊的插頭端子部分102相對于觸頭部分101的角度可以根據(jù)斷路器的實際應(yīng)用而定，并無特別限制。也就是說，插頭端子部分102所在的平面與觸頭部分101所在的平面之間的夾角可以為0度與180度之間的任意角度，例如，在圖6中， 該夾角示例性地示出為90度。當(dāng)插頭端子部分102所在的平面與觸頭部分101所在的平
6面不在同一平面時，在動觸頭襯墊的觸頭部分101和插頭端子部分102之間則存在一過渡部分，以連接觸頭部分和插頭端子部分。該過渡部分的形狀根據(jù)實際需要而定，在圖6中， 過渡部分103示例性地為大致圓形。插頭端子部分相對于過渡部分的位置和角度并無特別限制，也就是說，插頭端子部分可以位于過渡部分上的任意位置，并且插頭端子部分所在平面與該過渡部分所在平面之間的夾角可以為0度與90度之間的任意角度。在圖6的示例性實施例中，插頭端子部分102位于過渡部分103的靠近邊緣位置處。顯然，插頭端子部分 102也可以位于過渡部分103的中間位置處。應(yīng)當(dāng)理解，在本實用新型中，觸頭部分101、插頭端子部分102以及過渡部分103的形狀以及相對位置關(guān)系并無特別限制，其根據(jù)實際應(yīng)用場合而定，只要能夠保證整個動觸頭襯墊僅由一個部件構(gòu)成即可。如圖3所示，其是圖2中的動觸頭襯墊的觸頭部分的透視圖，在傳統(tǒng)的動觸頭襯墊中，觸頭部分11與插頭端子部分12之間的過渡部分13為均一厚度的。如前所述，本實用新型的發(fā)明人通過理論分析以及實驗發(fā)現(xiàn)，流經(jīng)觸頭襯墊橫截面的電流的電流密度在觸頭襯墊的各個部分并不相同。實際上，過渡部分在遠(yuǎn)離動觸頭襯墊的觸頭部分11處的電流密度小于靠近動觸頭襯墊的觸頭部分11處的電流密度，并且，越遠(yuǎn)離觸頭部分，電流密度越小， 因此，現(xiàn)有技術(shù)中將過渡部分制造為均一厚度“浪費” 了價格昂貴的銅材料。而在本實用新型中，利用電流密度的該特點，通過對觸頭襯墊橫截面進(jìn)行優(yōu)化，即電流密度相對較小的部分可以施加較少的材料，而電流密度相對較大的部分可以施加較多的材料。圖7是圖5中的動觸頭襯墊的另一角度的透視圖，其清楚地示出了過渡部分103的形狀。如圖7所示，在本實用新型中，過渡部分103隨著逐漸遠(yuǎn)離觸頭部分103而制造得越來越薄。與圖5所示的現(xiàn)有技術(shù)的過渡部分相比，可以節(jié)省大約20%的材料。在本實用新型中，過渡部分在靠近觸頭部分處的厚度大于過渡部分在遠(yuǎn)離觸頭部分處的厚度，優(yōu)選地，如圖7所示，過渡部分在面對插頭端子部分的一側(cè)可以制造為一平面，而過渡部分在面對觸頭部分的一側(cè)可以為與觸頭部分成流線形過渡的一曲面。參照圖8，其是圖5中的根據(jù)本實用新型的靜觸頭襯墊的透視圖。同樣地，根據(jù)本實用新型的用于斷路器的靜觸頭襯墊，可以包括用于連接到斷路器的靜觸點的觸頭部分和用于連接到斷路器外部的抽架的插座端子的插頭端子部分，其中，觸頭部分和插頭端子部分是一體的，以使得靜觸頭襯墊僅由一個部件形成。類似于動觸頭襯墊，靜觸頭襯墊的插頭端子部分所在平面與觸頭部分所在平面之間的夾角沒有特別限制，可以為0度與90度之間的任意角度。插頭端子部分可以位于觸頭部分上的任意位置，例如，插頭端子部分位于觸頭部分的靠近邊緣位置處，或者，插頭端子部分位于觸頭部分的中間位置處。靜觸頭襯墊的上述結(jié)構(gòu)類似于動觸頭襯墊的結(jié)構(gòu)，除了靜觸頭襯墊的插頭端子部分直接位于觸頭部分上之外，即不存在對應(yīng)動觸頭襯墊的過渡部分的結(jié)構(gòu)。由于動觸頭襯墊的插頭端子部分與觸頭部分之間的相對位置關(guān)系以及由此帶來的益處可以相應(yīng)地應(yīng)用于靜觸頭襯墊，因此在此并不在贅述。下面著重描述根據(jù)本實用新型的靜觸頭襯墊的觸頭部分的形狀和構(gòu)造。在現(xiàn)有技術(shù)的靜觸頭襯墊的觸頭部分中，如圖4所示，靜觸頭襯墊的各個部分的除了根據(jù)斷路器的對應(yīng)觸點的形狀而略有不同之外，其厚度基本相同。在圖4中，用以承載通過靜觸頭襯墊的大部分電流的主觸頭部分21、用以輔助觸頭部分與斷路器的靜觸點之間的物理和電氣接觸的輔助觸頭部分22和位于輔助觸頭部分和主觸頭部分之間的用以跑弧的弧觸頭部分23的厚度大致相同，并無根據(jù)電流密度而定的特別設(shè)計。在本實用新型中，為了減少電流回路中每單位電流的耗銅量，靜觸頭襯墊20的主觸頭部分201、輔助觸頭部分202、弧觸頭部分203 以及其它部分根據(jù)電流密度的分布特點而進(jìn)行設(shè)計。對于主觸頭部分201而言，由于其承載大部分電流，因此，設(shè)計得相對更厚一些。在本實用新型的一實施例中，主觸頭部分201 的厚度大于觸頭部分的其它部分的厚度。如圖8所示，觸頭部分在面對插頭端子部分的一側(cè)上在對應(yīng)主觸頭部分位置處可以形成一凸起肋205，從而增大主觸頭部分的厚度。而對于輔助觸頭部分202，由于承載較少的電流，因此其厚度可以小于觸頭部分的其它部分的厚度。對于一些靜觸頭襯墊，其往往還包括位于主觸頭部分和輔助觸頭部分之間的弧觸頭部分，用以跑弧之用。在本實用新型的實施例中，可以在弧觸頭部分203與主觸頭部分201之間形成一凹槽204以進(jìn)一步節(jié)省材料。顯然，靜觸頭襯墊20的觸頭部分的具體形狀可以根據(jù)實際應(yīng)用場合而變化，并不限于圖8所示的例子，只要保證電流密度越大的部位厚度越大即可。 盡管在參照各個實施例的基礎(chǔ)上，本實用新型已經(jīng)在說明書中被描述并且在附圖中被圖示，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，可以做出各種改變以及對其中的要素進(jìn)行等同替換，而沒有脫離本實用新型權(quán)利要求所限定的范圍。此外，各實施例之間特征、要素和/ 或功能的組合和配合在這里是明顯可以想到的，因此本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠想到將本實用新型一個實施例中的特征、要素和/功能與另一實施例恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合，除非在前面另有特別說明。而且，在沒有脫離實質(zhì)范圍情況下，根據(jù)本實用新型的教導(dǎo)可以做出許多適應(yīng)特定場合或材料的修改。因而，本實用新型并不限于圖示的以及說明書所描述的特定實施例以此作為實施本實用新型的最好模式，而是本實用新型包括了任意落在說明書及權(quán)利要求范圍中的實施例。
權(quán)利要求1.一種用于斷路器的動觸頭襯墊，包括用于連接到斷路器的動觸點的觸頭部分和用于連接到斷路器外部的抽架的插座端子的插頭端子部分，其特征在于，所述觸頭部分和所述插頭端子部分是一體的，以使得所述動觸頭襯墊僅由一個部件形成。
2.如權(quán)利要求1所述的動觸頭襯墊，其特征在于，所述插頭端子部分所在平面與所述觸頭部分所在平面之間的夾角為0度與180度之間的任意角度。
3.如權(quán)利要求2所述的動觸頭襯墊，其特征在于，所述動觸頭襯墊還包括位于所述觸頭部分和所述插頭端子部分之間的過渡部分，所述插頭端子部分位于該過渡部分上的任意位置。
4.如權(quán)利要求3所述的動觸頭襯墊，其特征在于，所述插頭端子部分位于該過渡部分的靠近邊緣位置處。
5.如權(quán)利要求3所述的動觸頭襯墊，其特征在于，所述插頭端子部分位于該過渡部分的中間位置處。
6.如權(quán)利要求3所述的動觸頭襯墊，其特征在于，所述插頭端子部分所在平面與該過渡部分所在平面之間的夾角為0度與90度之間的任意角度。
7.如權(quán)利要求3所述的動觸頭襯墊，其特征在于，其特征在于，所述過渡部分在靠近所述觸頭部分處的厚度大于所述過渡部分在遠(yuǎn)離所述觸頭部分處的厚度。
8.如權(quán)利要求7所述的動觸頭襯墊，其特征在于，所述過渡部分在面對所述插頭端子部分的一側(cè)為一平面，所述過渡部分在面對所述觸頭部分的一側(cè)為與所述觸頭部分成流線形過渡的一曲面。
9.一種用于斷路器的靜觸頭襯墊，包括用于連接到斷路器的靜觸點的觸頭部分和用于連接到斷路器外部的抽架的插座端子的插頭端子部分，其特征在于，所述觸頭部分和所述插頭端子部分是一體的，以使得所述靜觸頭襯墊僅由一個部件形成。
10.如權(quán)利要求9所述的靜觸頭襯墊，其特征在于，所述插頭端子部分所在平面與所述觸頭部分所在平面之間的夾角為0度與90度之間的任意角度。
11.如權(quán)利要求9所述的靜觸頭襯墊，其特征在于，所述插頭端子部分位于所述觸頭部分上的任意位置。
12.如權(quán)利要求11所述的靜觸頭襯墊，其特征在于，所述插頭端子部分位于所述觸頭部分的靠近邊緣位置處。
13.如權(quán)利要求11所述的動觸頭襯墊，其特征在于，所述插頭端子部分位于所述觸頭部分的中間位置處。
14.如權(quán)利要求9所述的靜觸頭襯墊，其特征在于，所述觸頭部分包括用以承載通過所述靜觸頭襯墊的大部分電流的主觸頭部分，該主觸頭部分的厚度大于所述觸頭部分的其它部分的厚度。
15.如權(quán)利要求14所述的靜觸頭襯墊，其特征在于，所述觸頭部分在面對所述插頭端子部分的一側(cè)上在對應(yīng)所述主觸頭部分位置處形成一凸起肋。
16.如權(quán)利要求14所述的靜觸頭襯墊，其特征在于，所述觸頭部分還包括用以輔助所述觸頭部分與斷路器的靜觸點之間的物理和電氣接觸的輔助觸頭部分，該輔助觸頭部分的厚度小于所述觸頭部分的其它部分的厚度。
17.如權(quán)利要求16所述的靜觸頭襯墊，其特征在于，所述觸頭部分還包括位于所述輔助觸頭部分和所述主觸頭部分之間的用以跑弧的弧觸頭部分，該弧觸頭部分與所述主觸頭部分之間形成一凹槽。
專利摘要本實用新型提供一種用于斷路器的動觸頭襯墊和靜觸頭襯墊。動觸頭襯墊或靜觸頭襯墊包括用于連接到斷路器的觸點的觸頭部分和用于連接到斷路器外部的抽架的插座端子的插頭端子部分，其中，觸頭部分和插頭端子部分是一體的，以使得觸頭襯墊僅由一個部件形成。本實用新型的觸頭襯墊消除了接觸電阻，并能夠減少電流回路中每單位電流的材料使用量。
文檔編號H01H71/00GK202008964SQ20112003833
公開日2011年10月12日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15日
發(fā)明者劉振忠, 理查德·瓦謝, 讓-保羅·弗蘭 申請人:施耐德電器工業(yè)公司