专利名称：塑壳断路器的旋转手柄操作装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转手柄操作装置，特别是塑壳断路器上的将直扳手柄操作方式 转化为旋转手柄操作方式的手柄操作装置。
背景技术：
目前生产的塑壳断路器上操作机构的手柄绝大多数是直扳手柄，在执行断路器的 分、合闸操作时，手柄扳动操作的轨迹是直线的。由于断路器的使用场合不同，出于操作方 便、安全等考虑，有的场合需要旋转手柄操作方式的断路器，而旋转手柄操作的手柄扳动的 轨迹是弧形的。现有技术满足这一需要的解决方案是在塑壳断路器的内部直扳手柄操作上 附加一个外部旋转手柄操作装置，该方案的显著优点是不影响塑壳断路器原有直扳手柄操 作的功能，同时又具有旋转手柄操作的功能，因此该方案被广泛使用。现有的塑壳断路器上使用的旋转手柄操作装置有两大类，一类是拨叉式的，另一 类是滑板式的。拨叉式旋转手柄操作装置的旋转手柄驱动一个围绕着支点转动的拨叉，将 塑壳断路器上的直扳手柄插在拨叉上的插口内。由于拨叉上的插口的运动轨迹是圆弧，而 直扳手柄的运动轨迹为直线，因此在拨叉拨动直扳手柄的操作过程中，直扳手柄不可避免 地与拨叉上的插口发生摩擦，甚至还可能会出现咬死的问题，从而导致拨叉式旋转手柄操 作装置明显存在操作费劲、使用性能欠佳等缺陷。滑板式旋转手柄操作装置的旋转手柄驱 动一个直线运动的滑板，塑壳断路器上的直扳手柄插在滑板的插口内，其优点是滑板插口 的运动轨迹与直扳手柄的运动轨迹均为直线，所以不存在滑板的插口与直扳手柄之间的摩 擦、咬死的问题。实用新型专利号为92224360. 3的塑壳断路器手柄的拨动器的现有技术， 公开了一种滑板式旋转手柄操作装置的方案，其特点是装有旋转手柄的转动轴套装在支 架的转轴孔内，转动轴的内端设有同滑板上的齿条啮合的齿轮，滑板安装在支架的滑槽内， 滑板上设有安插直扳手柄的插口，塑壳断路器上的直扳手柄安插在插口中，当旋转手柄转 动时，带动齿轮转动，齿轮转动驱动滑块沿滑槽方向作直线运动，从而驱动塑壳断路器上的 直扳手柄作操作运动。该类由齿轮/齿条传动的滑板式旋转手柄操作装置的主要缺陷是 由于由齿轮/齿条与滑板/滑槽导轨组成的传动机构复杂，需用大量的金属件，而大部分零 件是冲压成型的，所以，加工精度难以提高，安装调试困难，生产成本高，产品重量重；由于 齿轮/齿条啮合为滑动摩擦，在加工精度低下的情况下，该项技术的旋转手柄操作还是比 较费劲。实用新型专利号为CN02218169. 5的塑壳断路器手柄拨动装置公开了另一种滑板 式旋转手柄操作装置的方案，其结构特点是它包括一个罩壳，在罩壳上装有拨动件，拨动 件的一端与旋转手柄相连接，另一端与滑板上的嵌轴相连接，滑板上设有两个轴套，在罩壳 上装有两根钢轴，滑板上的两个轴套分别套在两根钢轴上，滑板上设有安插塑壳断路器的 直扳手柄的插口。当旋转手柄转动时，带动拨动件摆动，拨动件通过嵌轴驱动滑板作直线 运动，滑板的直线运动驱动塑壳断路器上的直扳手柄执行塑壳断路器的分/合闸操作。该 现有技术的缺陷是采用了滑板/钢轴导轨，而钢轴零件需用金属制成，生产成本高，装配 调试困难；滑板/钢轴导轨只能采用滑动摩擦结构，摩擦阻力大、传动极不灵活；拨动件与
3滑板上的嵌轴之间也采用滑动摩擦结构，摩擦阻力大、传动极不灵活；由于摩擦阻力大的原 因，导致操作费劲，有时还存在咬死现象。综上所述，现有技术的塑壳断路器的旋转手柄操作装置普遍存在以下两大技术缺 陷操作费劲、传动不灵活(传动件之间发生较劲、甚至出现咬死的现象)，使用性能欠佳； 机构复杂、安装调试困难、金属件多，制造成本昂贵。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种操作轻松、结构简单、容易制 造、成本低、使用范围广的塑壳断路器的旋转手柄操作装置，其特点是各级传动均采用滚 动摩擦形式，操作省力、使用性能极佳，结构简单、生产成本低，尤其适用于大壳架的塑壳断 路器。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。一种塑壳断路器的旋转手柄操作装 置，它包括盖子、旋转手柄、摇臂、设有插口的导板、导向机构和拨动机构，所述的摇臂和旋 转手柄通过螺钉分别安装在盖子的内外两侧，所述的导板通过所述的导向机构安装在盖子 内，所述的摇臂通过所述的拨动机构与所述的导板活动连接。所述的导向机构包括两根凹 槽形导轨、至少三个支承轴和与支撑轴对应的轴承；在每根凹槽形导轨上设有导槽，所述的 导槽是由两个相互平行的导向平面和一个与导向平面相交的底平面组成凹形槽；所述的两 根凹槽形导轨分别固定在所述的盖子内，凹槽形导轨上的导槽以容纳轴承的方式与所述的 轴承配合连接；所述的支承轴分别固定在所述的导板的两个侧面上；所述的轴承分别安装 在各个支承轴上，轴承通过插入导槽的方式与所述的导槽配合连接；所述的轴承的外圆外 径略小于所述的导槽的导槽宽度H，使各个轴承的外圆面在同一时刻只与所在导槽的一个 导向平面接触配合。所述的拨动机构可以包括固定在导板上的拨动轴、安装在所述的拨动轴上的第一 滚动轴承、形成在摇臂上的滑槽，所述的拨动轴与导板为同一体元件，或者拨动轴与导板为 分体固定连接，这是最优选的一种实施方式。所述的拨动机构的另一种实施方式是所述的 拨动机构包括固定在摇臂上的拨动轴、安装在所述拨动轴上的第一滚动轴承、形成在导板 上的滑槽；所述的拨动轴与摇臂为同一体元件，或者拨动轴与摇臂为分体固定连接。无论采 取本段这两种实施方式中的哪一种，所述的第一滚动轴承的外圈外径均略小于所述的滑槽 的槽宽L，使第一滚动轴承的外圈只与滑槽的一条侧壁配合接触。所述的第一滚动轴承为单 列轴承或双列轴承中的一种。作为前两种拨动机构的替代是实施方式，所述的拨动机构包括固定在导板上的拨 动轴、安装在所述拨动轴上的滚动盘、形成在摇臂上的滑槽，所述的拨动轴与导板为同一体 元件，或者拨动轴与导板为分体固定连接。或者，所述拨动机构的另一种实施方式是所述 的拨动机构包括固定在摇臂上的拨动轴、枢转地安装在所述拨动轴上的滚动盘、形成在导 板上的滑槽，所述的拨动轴与摇臂为同一体元件，或者拨动轴与摇臂为分体固定连接。无论 采取本段所描述的哪种实施方式，所述的滚动盘的外圆外径D均略小于所述的滑槽的槽宽 L，使滚动盘的外圆外径D只与滑槽的一条侧壁配合接触。所述的导向机构的轴承为单列滚动轴承或双列滚动轴承或滑动轴承中的一种。当 采用滑动轴承时，所述的滑动轴承的轴瓦的内圆面与支承轴连接，所述轴瓦的外圆面与凹槽形导轨的导槽内的导向平面配合连接，所述的内圆面与外圆面同心；所述轴瓦的外圆面 的直径略小于导槽的导槽宽度H，以使每个轴承上的轴瓦的外圆面同时只能与所在导槽内 的一个导向平面接触配合。所述的轴瓦的外圆面的直径与轴瓦的内圆面的直径之比的比值 大于或等于1.2。凹槽形导轨与盖子之间可以采取以下方式连接所述的两根凹槽形导轨与所述 的盖子分别为分体元件，通过至少四个螺丝钉将两根凹槽形导轨固定连接在盖子内的凸台 上。凹槽形导轨与盖子之间还可以采取以下方式连接所述的两根凹槽形导轨与所述的盖 子为同一体元件；或者其中一根凹槽形导轨与盖子为同一体元件，而另一根凹槽形导轨与 盖子为分体固定连接。
图1是本发明的塑壳断路器的旋转手柄操作装置实施例的外形示意图。图2是本发明的塑壳断路器的旋转手柄操作装置实施例的内部结构示意图。图3是本发明的塑壳断路器的旋转手柄操作装置实施例的摇臂零件的结构示意 图。图4是本发明的塑壳断路器的旋转手柄操作装置实施例的导板零件的结构示意 图。图5是本发明的塑壳断路器的旋转手柄操作装置实施例的凹槽形导轨零件的结 构示意图。图6是本发明的塑壳断路器的旋转手柄操作装置的另一实施例的拨动机构的示 意图，图中采用了滚动盘的元件。
具体实施例方式附图1至5所示的是本发明的塑壳断路器的旋转手柄操作装置的一个实施例，本 发明的塑壳断路器的旋转手柄操作装置不限于该实施例。如图1至5所示，本发明的塑壳断路器的旋转手柄操作装置包括一个盖子1、一个 旋转手柄8、一个摇臂5、一个设有插口 11的导板4、一个由两根凹槽形导轨3及四个支承轴 9和四个轴承10组成的导向机构、一个由滑槽7及拨动轴12和第一滚动轴承13组成的拨 动机构，所述盖子1与塑壳断路器(图中未示出)可直接的固定连接。当本发明的旋转手 柄操作装置的盖板1安装固定到塑壳断路器上后，塑壳断路器上的手柄(图中未示出)正 好插入旋转手柄操作装置的导板4上的插口 11内，以将旋转手柄操作装置的旋转手柄8的 旋转运动经转换成导板4的直线运动。摇臂5和旋转手柄8通过螺钉6分别安装在盖子1的内外两侧，当用手扳动手柄 部分时，手柄部分作弧形轨迹运动，摇臂5作旋转运动。所述的摇臂5上设有滑槽7。导板 4通过导向机构安装在盖子1内，导板4只能沿导向机构限定的方向作直线运动。在导板4 上设有拨动轴12，拨动轴12与导板4之间为分体固定连接，或者拨动轴12与导板4为同 一体元件。一个第一滚动轴承13安装在拨动轴12上，即第一滚动轴承13的内圈与拨动轴 12固定连接。所述的第一滚动轴承13安插在摇臂5上的滑槽7内，即第一滚动轴承13的 外圈的外圆表面与滑槽7的侧壁18接触配合，从而形成了第一滚动轴承13与滑槽7的活
5动连接，也就是说，导板4通过由滑槽7、拨动轴12和第一滚动轴承13组成的拨动机构形 成了与摇臂5的活动连接，即摇臂5通过所述的拨动机构与导板4形成了活动连接。滑槽 7形成在摇臂5上，滑槽7的两个侧壁18之间的距离为滑槽的槽宽L。第一滚动轴承13的 外圈的外径略小于滑槽7的槽宽L，以使第一滚动轴承13的外圈的外圆表面在同一时刻只 能与滑槽7内的一个侧壁18接触，或者说，第一滚动轴承13的外圈的外表圆面不能与滑槽 7内的两个侧壁18同时接触。四个支承轴9分别固定在所述的导板4的两个侧面上。四个 轴承10分别安装在四个支承轴9上。两根凹槽形导轨3通过四个螺丝钉17被安装固定在 盖子1内的四个凸台2上。每根凹槽形导轨3上设有导槽14，导槽14由两个相互平行的导 向平面15和一个与导向平面15垂直并相交的底平面16组成，两个导向平面15之间的距 离为导槽宽度H。安装在导向板4的两个侧面上的四个支承轴9上的四个轴承10分别安插 在两根凹槽形导轨3内的导槽14，实现各个轴承10分别与两根凹槽形导轨3的导槽14配 合连接，也就是说，凹槽形导轨3上的导槽14以容纳轴承10的方式与所述的轴承10配合 连接，轴承10通过插入导槽14的方式与所述的导槽14配合连接，通过上述的配合连接，将 导板4安装在盖子1内的凹槽形导轨3上，使导板4只能沿凹槽形导轨3上的导槽14所限 定的方向作直线运动。所述的轴承10采用滚动轴承或滑动轴承。优选的方案是采用滚动 轴承，因为它与滑动轴承相比，摩擦阻力更小、传动更灵活，但比滑动轴承成本高一些。滑动 轴承虽然成本比滚动轴承低，但其摩擦阻力要比滚动轴承大些，传动灵活性要比滚动轴承 差些。在采用滚动轴承的方案下，滚动轴承的内圈与支承轴9紧固连接(即滚动轴承的内 卷与支承轴9之间无相对运动)，滚动轴承的外圈的外圆面与凹槽形导轨3的导槽14内的 导向平面15配合连接，滚动轴承的外圈的外圆面的直径(即轴承10的外圆外径)必需略 小于导槽14的导槽宽度H，以使每个滚动轴承装入导槽14后，外圈的外圆面同时只能与导 槽14内的一个导向平面15接触配合，也就是保证各个滚动轴承的外圈的外圆面在同一时 刻只能与所在导槽14内的其中一个导向平面15接触配合。在采用滑动轴承的方案下，滑 动轴承的轴瓦的内圆面与支承轴9连接(即所述的内圆面与支承轴9之间可相对运动)， 轴瓦的外圆面与凹槽形导轨3的导槽14内的导向平面15配合连接，所述轴瓦的内圆面与 外圆面同心，轴瓦的外圆面的直径(即轴承10的外圆外径)必需略小于导槽14的导槽宽 度H，以使每个轴承10装入导槽14后，轴瓦的外圆面同时只能与导槽14内的一个导向平 面15接触配合，也就是保证各滑动轴承的轴瓦的外圆面在同一时刻只能与所在导槽14内 的其中一个导向平面15接触配合。当扳动旋转手柄8时，由旋转手柄8驱动摇臂5以螺钉 6的轴心为支点摆动，摇臂5上的滑槽7随摇臂5摆动并通过第一滚动轴承13推动拨动轴 12移动，拨动轴12的移动带动导板4作直线运动，导板4的直线运动通过插口 11驱动插口 11内的塑壳断路器的直扳手柄移动，从而实现对塑壳断路器的分、合闸操作。所述的导板4、两根凹槽形导轨(3)、四个支承轴9和四个轴承10构成了本发明的 导向机构，导板4通过导向机构被安装在盖子1内，并能作直线运动。所述的形成在摇臂5 上的滑槽7、固定在导板4上的拨动轴12、安装在拨动轴上12的第一滚动轴承13构成了本 发明的拨动机构，摇臂5通过该拨动机构实现了与导板4的活动连接，该滑动连接就是第一 滚动轴承13安插在滑槽7内，并且第一滚动轴承13的外圈的外圆表面与滑槽7的侧壁18 接触配合。由图2可见，上述实施例的两根凹槽形导轨3与盖子1为分体元件，两根凹槽形导轨3均通过螺丝钉17固定连接在盖子1内的凸台2上，这也是一个优选的实施方案。可替 代该方案的方案是凹槽形导轨3与所述的盖子1为同一体元件，其中包括两种情况一种是 两根凹槽形导轨3均与盖子1为同一体元件；另一种是其中的一根凹槽形导轨与盖子1为 同一体元件，而另一根凹槽形导轨与盖子1为分体固定连接。由图4可见，上述实施例的轴承10和支承轴9的数量分别为4个，四个支承轴9和 四个轴承10分别固定在导板4的两个侧面上，即导板4的每个侧面上都分配有两个支承轴 9和两个轴承10，这是一个优选的实施方案。可替代该实施方案的方案是根据实际需要选 定支承轴9和轴承10的个数，但支承轴9和轴承10的最少个数应分别为大于或等于3个。 在支承轴9和轴承10的个数分别等于3个情况下，在导板4的两个侧面上，有一个侧面分 配有两个支承轴9和两个轴承10，而另一个侧面上分配有一个支承轴9和一个轴承10。在 支承轴9和轴承10的个数分别大于3个的情况下，导板4的每个侧面上的支承轴9和轴承 10的分配数应满足以下条件其中一个侧面上的分配数应大于或等于一个支承轴9和一个 轴承10，另一个侧面上的分配数应大于或等于两个支承轴9和两个轴承10。由此可见，凡 支承轴9和轴承10的个数分别大于3个或等于3个的方案均是本实施例可替代的方案。如图4所示，以上实施例的轴承10优先选用单列滚动轴承，当然也可以用双列滚 动轴承，但双列滚动轴承比单列滚动轴承成本更高。轴承10还可选用滑动轴承，由于滑动 轴承的轴瓦与支承轴之间无滚动体，所以它的摩擦阻力要大于滚动轴承。如图3和4所示，上述实施例的滑槽7形成在摇臂5上，而与滑槽7相配合的拨动 轴12固定在导板4上，这也是一种优选的方案，另一方案是滑槽7形成在导板4上，而与 滑槽7相配合的拨动轴固定在摇臂5上。当滑槽7形成在摇臂5上时，拨动轴12与导板4 之间的连接关系为拨动件12与导板4是分体固定连接；或者拨动件12与导板4为同一体 元件。当滑槽7形成在导板4上时，拨动轴12与摇臂5之间的连接关系为拨动轴12与摇 臂5为分体固定连接；或者拨动轴12与摇臂5为同一体元件。在图4所示的实施例中，拨动机构采用了第一滚动轴承13，这是一种优选的方案。 图6所示的另一实施例是将滚动盘19替代了滚动轴承13。由于滚动盘19与拨动轴12之 间无滚动体过渡连接，所以滚盘19要比滚动轴承13的摩擦阻力大，但由于生产成本相对要 低，所以仍可被广泛使用。然而，在采用滚动盘19时需合理设计好相关的结构参数，才能获 得理想的效果。下面结合图6所示，进一步说明本发明的滚动盘19的一些十分重要的结构 性技术特征。如图6所示，所述的滚动盘19为圆形盘，滚动盘19的中心设有圆形的中心孔， 中心孔与滚动盘的外圆同心。滚动盘通过中心孔与拨动轴12枢转连接；滚动盘19的外圆 的表面与滑槽7的侧壁18接触配合，从而形成了滚动盘19与滑槽7的活动连接。滚动盘 的外径(即滚动盘外圆的直径)D需略小于滑槽7的槽宽L，以使滚动盘19的外圆的表面不 能与滑槽7内的两个侧壁18同时接触。滚动盘19的另一个特征是，滚动盘19的外径D与 所述的中心孔的直径d之比(下称径比)K较大，具体说，滚动盘19的径比要比类似的元件 滚动轮或滚动套大，从而使滚动盘19为拨动机构所提供的传动灵活性更优于同类元件的 滚动轮或滚动套。上述的导向机构中的轴承10在优选采用滚动轴承的方案中，所述的滚动轴承可 以采用单列滚动轴承或双列轴承中的一种，但优选的是单列滚动轴承，因为它结构简单、成 本低，所以它更适用于本发明的导向机构。
上述的拨动机构中的第一滚动轴承13，可采用单列轴承或双列轴承中的一种，但 优选的是单列轴承，因为它结构简单、成本低，所以它更适用于本发明的拨动机构。
权利要求
一种塑壳断路器的旋转手柄操作装置，它包括盖子(1)、旋转手柄(8)、摇臂(5)、设有插口(11)的导板(4)、导向机构和拨动机构，所述的摇臂(5)和旋转手柄(8)通过螺钉(6)分别安装在盖子(1)的内外两侧，所述的导板(4)通过所述的导向机构安装在盖子(1)内，所述的摇臂(5)通过所述的拨动机构与所述的导板(4)活动连接，其特征在于所述的导向机构包括两根凹槽形导轨(3)、至少三个支承轴(9)和与支撑轴(9)对应的轴承(10)；在每根凹槽形导轨(3)上设有导槽(14)，所述的导槽(14)是由两个相互平行的导向平面(15)和一个与导向平面(15)相交的底平面(16)组成凹形槽；所述的两根凹槽形导轨(3)分别固定在所述的盖子(1)内，凹槽形导轨(3)上的导槽(14)以容纳轴承(10)的方式与所述的轴承(10)配合连接；所述的支承轴(9)分别固定在所述的导板(4)的两个侧面上；所述的轴承(10)分别安装在各个支承轴(9)上，轴承(10)通过插入导槽(14)的方式与所述的导槽(14)配合连接；所述的轴承(10)的外圆外径略小于所述的导槽(14)的导槽宽度H，使各个轴承(10)的外圆面在同一时刻只与所在导槽(14)的一个导向平面(15)接触配合。
2.根据权利要求1所述的塑壳断路器的旋转手柄操作装置，其特征在于所述的拨动机构包括固定在导板(4)上的拨动轴(12)、安装在所述的拨动轴(12)上的 第一滚动轴承(13)、形成在摇臂(5)上的滑槽(7)；所述的第一滚动轴承(13)的外圈外径略小于所述的滑槽(7)的槽宽L，使第一滚动轴 承(13)的外圈只与滑槽(7)的一条侧壁配合接触。
3.根据权利要求1的塑壳断路器的旋转手柄操作装置，其特征在于所述的拨动机构包括固定在导板(4)上的拨动轴、安装在所述拨动轴(12)上的滚动盘 (19)、形成在摇臂(5)上的滑槽(7)；所述的滚动盘(19)的外圆外径D略小于所述的滑槽(7)的槽宽L，使滚动盘(19)的外 圆外径D只与滑槽(7)的一条侧壁配合接触。
4.根据权利要求1的塑壳断路器的旋转手柄操作装置，其特征在于所述的拨动机构包括固定在摇臂(5)上的拨动轴、枢转地安装在所述拨动轴上的滚动 盘(19)、形成在导板(4)上的滑槽；所述的滚动盘(19)的外径D略小于所述的滑槽的槽宽L，使滚动盘(19)的外圆外径D 只与滑槽(7)的一条侧壁配合接触。
5.根据权利要求1的塑壳断路器的旋转手柄操作装置，其特征在于所述的轴承(10) 为单列滚动轴承或双列滚动轴承或滑动轴承中的一种。
6.根据权利要求5的塑壳断路器的旋转手柄操作装置，其特征在于所述的滑动轴承的轴瓦的内圆面与支承轴枢转连接，所述轴瓦的外圆面与凹槽形导轨 (3)的导槽(14)内的导向平面(15)配合连接，所述的内圆面与外圆面同心；所述轴瓦的外圆面的直径略小于导槽(14)的导槽宽度H，以使每个轴承(10)上的轴瓦 的外圆面同时只能与所在导槽(14)内的一个导向平面(15)接触配合。
7.根据权利要求2的任一塑壳断路器的旋转手柄操作装置，其特征在于所述的第一 滚动轴承(13)为单列轴承或双列轴承中的一种。
全文摘要
塑壳断路器的旋转手柄操作装置，它将直扳操作方式转化为旋转手柄操作方式，包括盖子、旋转手柄、摇臂、设有插口的导板、由两根凹槽形导轨及支承轴和轴承组成的导向机构、由滑槽及拨动轴和滚动轴承组成的拨动机构，摇臂和旋转手柄通过螺钉分别安装在盖子的内外两侧，滑槽形成在摇臂上，拨动轴固定在导板上，滚动轴承安装在拨动轴上并插入滑槽内，导向机构的凹槽形导轨安装固定在盖子内，支承轴固定在导板的两侧面上，轴承安装在支承轴上并安插在凹槽形导轨的导槽内。由于导向机构和拨动机构全部采用了滚动摩擦的结构，使摩擦阻力小、传动灵活，克服了现有技术操作费劲等缺陷，特别适用于大壳架的塑壳断路器。
文档编号H01H71/56GK101930881SQ20101018862
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者万小东, 孙刚, 徐永富, 段育明 申请人:上海诺雅克电气有限公司