旋转双断点触头的制作方法
【专利摘要】本发明揭示了一种旋转双断点触头，包括：转子支架第一轴、第二轴、第三轴、第一连杆、第二连杆、触桥和触头弹簧。触桥设置在转子支架中，触桥通过第一轴、第二轴、第三轴、第一连杆和第二连杆相对于转子支架转动，触桥在初压力位置和最大斥开位置之间转动。触头弹簧为单个，安装在触桥的一侧，位于转子支架内。本发明的旋转双断点触头结构简单，可靠性高，利用腰形孔和触点的夹角设置来维持触桥两侧触头压力的平衡，使用单个弹簧结构使得旋转双断点触头的结构更加紧凑，体积更小。
【专利说明】旋转双断点触头
【技术领域】
[0001]本发明涉及断路器的触头结构领域，更具体地说，涉及断路器的触头模块中的动触头模块。
【背景技术】
[0002]塑壳断路器的双断点形式是当今塑壳断路器产品的发展方向之一，触头模块部分作为塑壳断路器重要的组成部分受到了非常大的重视，当代新型的高分断塑壳断路器基本都采用旋转双断点动触头结构，结构形式繁多，国内外同类产品中不乏具有附加功能的旋转动触头结构，其主要的附加功能为触头受电动斥力斥开后的自动卡紧防反弹功能。
[0003]申请号为CN201110310339.8的中国专利申请揭示了一种旋转双断点动触头模块，具备旋转双断点动触头大电流短路分断动触头快速打开不回弹以及两个触点触头压力平衡的特点。但CN201110310339.8所揭示的旋转双断点触头模块使用了两根触头弹簧，触头弹簧分别布置在触头模块的两侧，导致触头模块的横向宽度较大，不利于小型化。尤其在需要将多个触头模块级联形成多相触头模块时，触头模块的横向宽度决定了多相触头模块的体积。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提出一种结构更加紧凑，更小型化的旋转双断点触头。
[0005]根据本发明的一实施例，提出一种旋转双断点触头，包括:转子支架第一轴、第二轴、第三轴、第一连杆、第二连杆、触桥和触头弹簧。触桥设置在转子支架中，触桥通过第一轴、第二轴、第三轴、第一连杆和第二连杆相对于转子支架转动，触桥在初压力位置和最大斥开位置之间转动。触头弹簧为单个，安装在触桥的一侧，位于转子支架内。
[0006]转子支架单相独立，转子支架包括两个侧板和连接两个侧板的两个横向轴，所述两个侧板的形状大小相一致，两个侧板之间的间距足以使得触桥穿过，两个横向轴中心对称；所述每一个侧板的中心具有中心通孔，每一个侧板上具有中心对称的一对联动孔和一对连杆槽孔，其中所述一对联动孔布置在侧板的长轴两端而一对连杆槽孔布置在侧板的短轴两端。
[0007]两个第一连杆分别安装在两个侧板之间，分布在触桥的两边，第一连杆上具有短轴，短轴安装在连杆槽孔中，短轴是第一连杆的转动中心。
[0008]两个第二连杆分别安装在两个侧板之间，分布在触桥的两边。
[0009]触桥的截面形状为中心对称，触桥的中心具有腰形孔，第一轴穿过腰形孔且沿槽长方向滑动，第一轴滑动至腰形孔的其中一端时，第一轴作为触桥的转动中心，触桥上具有两个中心对称的曲面和两个中心对称的通孔，两个曲面分别与两个横向轴配合限定触桥的转动位置，两个第三轴分别穿过两个通孔；触桥的每一侧上具有两个触点，触点焊接触头，所述腰形孔的槽长方向与两个触点的连线呈一夹角，所述夹角维持触桥两侧的触点上的接触压力平衡。
[0010]第一轴穿过触桥的腰形孔和侧板的中心通孔。
[0011]两个第二轴分别穿过第一连杆和第二连杆并架设在两个侧板的外轮廓上，两个第二轴以中心对称分布。
[0012]两个第三轴分别穿过触桥的通孔和第二连杆，两个第三轴以中心对称分布。
[0013]单个的触头弹簧的两端分别安装在两个第二轴上。
[0014]在一个实施例中，两个侧板上的中心通孔、联动孔、连杆槽孔分别互相对准；第一轴与中心通孔以微小间隙配合。
[0015]在一个实施例中，横向轴的圆柱面与触桥上的曲面配合，两个横向轴分别对应触桥的初压力位置和最大斥开位置，横向轴的圆柱面与曲面以微小间隙配合。
[0016]在一个实施例中，第一连杆包括杆部和由杆部的两端横向延伸的两个端平面，每一个端平面上具有一个凸起的短轴和一个第一轴孔，短轴和第一轴孔在端平面上关于杆部对称；短轴与连杆槽孔以微小间隙配合。
[0017]在一个实施例中，第二连杆包括杆部和由杆部的两端横向延伸的两个端平面，每一个端平面上具有一个第二轴孔和一个第三轴孔，第二轴孔和第三轴孔在端平面上关于杆部对称。
[0018]在一个实施例中，侧板上具有轴孔凹槽，第二轴穿过第一连杆上的第一轴孔和第二连杆上的第二轴孔，并架设于侧板上的轴孔凹槽上。第二轴与第一轴孔、第二轴孔均以微小间隙配合。
[0019]在一个实施例中，第三轴穿过第二连杆上的第三轴孔且第三轴与第三轴孔以微小间隙配合。
[0020]在一个实施例中，转子支架在两个侧板上开有连杆凹槽和弹簧凹槽，连杆凹槽的槽深不小于第一连杆的杆部的厚度，第一连杆转动时杆部进入连杆凹槽中，触头弹簧能在弹簧凹槽中移动。
[0021]在一个实施例中，多个使用如上述的旋转双断点触头的触头模块级联形成多相触头模块，联动轴安装在联动孔中使得多相触头模块联动。
[0022]本发明的旋转双断点触头结构简单，可靠性高，利用腰形孔和触点的夹角设置来维持触桥两侧触头压力的平衡，使用单个弹簧结构使得旋转双断点触头的结构更加紧凑，体积更小。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中:
[0024]图1揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点触头的装配结构图。
[0025]图2揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点触头的触桥的结构。
[0026]图3揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点触头的第一连杆的结构。
[0027]图4揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点触头的第二连杆的结构。
[0028]图5揭示了根据本发明的一实施例将多个旋转双断点触头级联形成多相触头模块的结构示意图。
[0029]图6揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点动触头在分闸位置或脱扣位置的结构示意图。
[0030]图7揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点动触头模块在合闸位置的结构示意图。
[0031]图8揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点动触头模块在死点位置的结构示意图。
[0032]图9揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点动触头模块在最大斥开位置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]申请号为CN201110310339.8的中国专利申请也是由本申请的 申请人:提出，本发明在CN201110310339.8的基础上进行小型化和结构简化，提出一种结构简单、可靠性极佳、所用零件较少的斥开卡住装置。触桥一但受电动斥力斥开一较小角度，卡紧装置可以迅速将触桥卡在触头开距极限位置。旋转双断点触头结构另一必须解决的问题是保持两侧触头压力的平衡，本发明可以大幅度提高两组触头间压力的平衡并使其都满足预期触头压力的要求。本发明的基本工作原理与CN201110310339.8相似，基本工作原理在此不再赘述，与CN201110310339.8的最大区别在于本发明使用单个的触头弹簧，单个触头弹簧的结构大幅缩小双断点结构的宽度，将剩余空间提供给壳体，能够增加壳体强度，提高分断可靠性，同时也可大幅缩小产品体积，实现产品的极致小型化。此外，单个触头弹簧可以设置在转子支架的内部，转子支架能够保护弹簧不受到电弧或金属粒子的损伤。
[0034]本发明提出一种旋转双断点动触头，包括:转子支架102、第一轴103、第二轴104、第三轴105、第一连杆106、第二连杆107、触桥108和触头弹簧109。触桥108设置在转子支架102中，触桥108通过第一轴103、第二轴104、第三轴105、第一连杆106和第二连杆107相对于转子支架102转动，触桥108在初压力位置和最大斥开位置之间转动。触头弹簧109为单个，安装在触桥108的一侧，位于转子支架102内。
[0035]参考图1所示，图1揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点触头的装配结构图。转子支架102单相独立，转子支架102包括两个侧板121和连接两个侧板的两个横向轴122，两个侧板121的形状大小相一致，两个侧板121之间的间距足以使得触桥108穿过，两个横向轴122中心对称。每一个侧板的中心具有中心通孔131，每一个侧板上具有中心对称的一对联动孔132和一对连杆槽孔134,其中一对联动孔132布置在侧板的长轴两端而一对连杆槽孔134布置在侧板的短轴两端。两个侧板121上的中心通孔131、联动孔132、连杆槽孔134分别互相对准，以供轴穿过。
[0036]两个第一连杆106分别安装在两个侧板121之间，分布在触桥108的两边，第一连杆106上具有短轴163，短轴163安装在连杆槽孔134中，短轴163是第一连杆106的转动中心。图3揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点触头的第一连杆的结构。第一连杆106包括杆部和由杆部的两端横向延伸的两个端平面，每一个端平面上具有一个凸起的短轴163和一个第一轴孔164，短轴163和第一轴孔164在端平面上关于杆部对称。短轴163与连杆槽孔134以微小间隙配合。转子支架102在两个侧板121上开有连杆凹槽和弹簧凹槽，连杆凹槽的槽深不小于第一连杆106的杆部的厚度，第一连杆106转动时杆部进入连杆凹槽中。
[0037]两个第二连杆107分别安装在两个侧板121之间，分布在触桥108的两边。图4揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点触头的第二连杆的结构。第二连杆107包括杆部和由杆部的两端横向延伸的两个端平面，每一个端平面上具有一个第二轴孔171和一个第三轴孔172，第二轴孔171和第三轴孔172在端平面上关于杆部对称。
[0038]触桥108的截面形状为中心对称，触桥的中心具有腰形孔182，第一轴103穿过腰形孔182且沿槽长方向滑动，第一轴103滑动至腰形孔的其中一端时，第一轴103作为触桥108的转动中心，触桥上具有两个中心对称的曲面181和两个中心对称的通孔183，两个曲面181分别与两个横向轴122配合限定触桥108的转动位置，两个第三轴105分别穿过两个通孔183。触桥108的每一侧上具有两个触点，触点焊接触头，腰形孔182的槽长方向与两个触点的连线呈一夹角，夹角维持触桥108两侧的触点上的接触压力平衡。图2揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点触头的触桥的结构。横向轴122的圆柱面与触桥108上的曲面181配合，两个横向轴122分别对应触桥108的初压力位置和最大斥开位置，横向轴122的圆柱面与曲面181以微小间隙配合。
[0039]第一轴103穿过触桥108的腰形孔182和侧板121的中心通孔131。第一轴103与中心通孔131以微小间隙配合。
[0040]两个第二轴104分别穿过第一连杆106和第二连杆107并架设在两个侧板121的外轮廓上，两个第二轴104以中心对称分布。侧板121上具有轴孔凹槽135，第二轴104穿过第一连杆106上的第一轴孔164和第二连杆107上的第二轴孔171，并架设于侧板121上的轴孔凹槽135上。第二轴104与第一轴孔164、第二轴孔171均以微小间隙配合。
[0041]两个第三轴105分别穿过触桥108的通孔183和第二连杆107，两个第三轴105以中心对称分布。第三轴105穿过第二连杆107上的第三轴孔172且第三轴105与第三轴孔172以微小间隙配合。
[0042]单个的触头弹簧109的两端分别安装在两个第二轴104上。转子支架102在两个侧板121上还开有弹簧凹槽，触头弹簧109能在弹簧凹槽中移动。需要说明的是，因为在本发明中仅使用单个的触头弹簧109，因此触头弹簧109仅放置在其中一个侧板121上的弹簧凹槽中，在两个侧板121上均设置弹簧凹槽是为了触头弹簧109的设置更加灵活，可以安装在任意一侧。
[0043]图5揭示了根据本发明的一实施例将多个旋转双断点触头级联形成多相触头模块的结构示意图。如图5所示，多个前述的旋转双断点触头的触头模块级联形成多相触头模块，联动轴150安装在联动孔132中使得多相触头模块联动。
[0044]按照本发明的实施例，旋转双断点触头均采用单弹簧结构，故轴向宽度大幅减少，使触头模块和联动轴在轴向均有不同程度的加厚，大幅提高了外壳的整体强度。
[0045]本发明的工作过程和工作原理如下:当断路器处于分闸位置，此时在触头弹簧拉力的作用下，连杆与轴组成的机构顺时针方向受力旋转，通过第一轴将作用力传递给第一连杆，迫使第一连杆顺时针旋转，同时通过第一连杆、第二连杆和触桥形成的四连杆机构，迫使触桥顺时针旋转，最终触桥的曲面依靠到转子支架的横向轴的圆柱面上，使得断路器处于分闸状态。当断路器再扣位置，状态与分闸位置相同，这里不再重复描述。图6揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点动触头在分闸位置或脱扣位置的结构示意图。
[0046]当断路器处于合闸位置，此时在触头弹簧拉力的作用下，连杆与轴组成的机构逆时针方向受力旋转，通过第一轴将作用力传递给第一连杆，迫使第一连杆逆时针旋转，同时通过第一连杆、第二连杆和触桥形成的四连杆机构，迫使触桥逆时针旋转，最终触桥上的触头(动触头)与静触头相接触。图7揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点动触头模块在合闸位置的结构示意图。
[0047]当断路器通过大电流时，此时在触头间电动斥力的作用下，触桥极快地顺时针旋转，当斥力足够大的情况下，触桥顺时针翻转经过死点位置。图8揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点动触头模块在死点位置的结构示意图。此时由于第一连杆在弹簧力作用下过死点，由逆时针方向受力变为顺时针方向受力，通过第一连杆、第二连杆和触桥形成的四连杆机构，将作用力传递给触桥，加速触桥顺时针旋转，自动远离静触头，最终触桥翻转到最大斥开位置，触桥外轮廓背面与转子支架上的横向轴依靠，即触桥的曲面依靠到转子支架的横向轴的圆柱面上，使得断路器断开。图9揭示了根据本发明的一实施例的旋转双断点动触头模块在最大斥开位置的结构示意图。这样无须操作机构动作，旋转双断点动触头结构已经自动完成分断功能，极大减少了塑壳断路器极限分断的时间。
[0048]按照本发明的实施例，作为双断点结构，当中心对称的两侧结构尺寸或空间位置出现了偏差导致不再对称时，为保证两侧的触头压力相接近并且都满足预期值，触桥需要在垂直于转子支架轴向的平面里具有较高的自由度，起到自我调节平衡的作用，触桥上的腰形孔使触桥不必完全以转子支架的转动中心转动，触桥可以沿着腰形孔的槽长方向导向移动并调节两个触点的触头压力，调节量的大小取决于腰形孔槽长与触桥上触点焊接面之间的夹角。夹角范围可以从与腰形孔垂直到与腰形孔平行，在此范围内夹角可以变化，呈现两侧触头接触压力差的正态分布，即存在最优平衡点。于最优平衡点位置可同时具有良好的触头压力平衡调节能力和实现较大幅度两侧不平衡。
[0049]本发明的旋转双断点触头结构简单，可靠性高，利用腰形孔和触点的夹角设置来维持触桥两侧触头压力的平衡，使用单个弹簧结构使得旋转双断点触头的结构更加紧凑，体积更小。
[0050]上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
【权利要求】
1.一种旋转双断点动触头，其特征在于，包括:转子支架(102)、第一轴(103)、第二轴(104)、第三轴(105)、第一连杆(106)、第二连杆(107)、触桥(108)和触头弹簧(109)； 触桥(108)设置在转子支架(102)中，触桥(108)通过第一轴(103)、第二轴(104)、第三轴(105)、第一连杆(106)和第二连杆(107)相对于转子支架(102)转动，触桥(108)在初压力位置和最大斥开位置之间转动； 触头弹簧(109)为单个，安装在触桥(108)的一侧，位于转子支架(102)内。
2.如权利要求1所述的旋转双断点触头，其特征在于， 转子支架(102)单相独立，转子支架(102)包括两个侧板(121)和连接两个侧板的两个横向轴(122)，所述两个侧板(121)的形状大小相一致，两个侧板(121)之间的间距足以使得触桥(108)穿过，两个横向轴(122)中心对称；所述每一个侧板的中心具有中心通孔(131)，每一个侧板上具有中心对称的一对联动孔(132)和一对连杆槽孔(134)，其中所述一对联动孔(132)布置在侧板的长轴两端而一对连杆槽孔(134)布置在侧板的短轴两端；两个第一连杆(106)分别安装在两个侧板(121)之间,分布在触桥(108)的两边,第一连杆(106)上具有短轴(163)，短轴(163)安装在连杆槽孔(134)中，短轴(163)是第一连杆(106)的转动中心； 两个第二连杆(107)分别安装在两个侧板(121)之间，分布在触桥(108)的两边； 触桥(108)的截面形状为中心对称，触桥的中心具有腰形孔(182)，第一轴(103)穿过腰形孔(182)且沿槽长方向滑动，第一轴(103)滑动至腰形孔的其中一端时，第一轴(103)作为触桥(108)的转动中心，触桥上具有两个中心对称的曲面(181)和两个中心对称的通孔(183)，两个曲面(181)分别与两个横向轴(122)配合限定触桥(108)的转动位置，两个第三轴(105)分别穿过两个通孔(183);触桥(108)的每一侧上具有两个触点，触点焊接触头，所述腰形孔(182)的槽长方向与两个触点的连线呈一夹角，所述夹角维持触桥(108)两侧的触点上的接触压力平衡； 第一轴(103)穿过触桥(108)的腰形孔(182)和侧板(121)的中心通孔(131)； 两个第二轴(104)分别穿过第一连杆(106)和第二连杆(107)并架设在两个侧板(121)的外轮廓上，两个第二轴(104)以中心对称分布； 两个第三轴(105)分别穿过触桥(108)的通孔(183)和第二连杆(107)，两个第三轴(105)以中心对称分布； 单个的触头弹簧(109)的两端分别安装在两个第二轴(104)上。
3.如权利要求2所述的旋转双断点触头，其特征在于，所述两个侧板(121)上的中心通孔(131)、联动孔(132)、连杆槽孔(134)分别互相对准； 第一轴(103)与中心通孔(131)以微小间隙配合。
4.如权利要求2所述的旋转双断点触头，其特征在于，横向轴(122)的圆柱面与触桥(108)上的曲面(181)配合，两个横向轴(122)分别对应触桥(108)的初压力位置和最大斥开位置，横向轴(122)的圆柱面与曲面(181)以微小间隙配合。
5.如权利要求2所述的旋转双断点触头，其特征在于，所述第一连杆(106)包括杆部和由杆部的两端横向延伸的两个端平面，每一个端平面上具有一个凸起的短轴(163)和一个第一轴孔(164)，短轴(163)和第一轴孔(164)在端平面上关于杆部对称；短轴(163)与连杆槽孔(134)以微小间隙配合。
6.如权利要求5所述的旋转双断点触头，其特征在于，所述第二连杆(107)包括杆部和由杆部的两端横向延伸的两个端平面，每一个端平面上具有一个第二轴孔(171)和一个第三轴孔(172)，第二轴孔(171)和第三轴孔(172)在端平面上关于杆部对称。
7.如权利要求6所述的旋转双断点触头，其特征在于，所述侧板(121)上具有轴孔凹槽(135)，第二轴(104)穿过第一连杆(106)上的第一轴孔(164)和第二连杆(107)上的第二轴孔(171)，并架设于侧板(121)上的轴孔凹槽(135)上； 第二轴(104)与第一轴孔(164)、第二轴孔(171)均以微小间隙配合。
8.如权利要求7所述的旋转双断点触头，其特征在于， 第三轴(105)穿过第二连杆(107)上的第三轴孔(172)且第三轴(105)与第三轴孔(172)以微小间隙配合。
9.如权利要求2所述的旋转双断点触头，其特征在于， 转子支架(102)在两个侧板(121)上开有连杆凹槽和弹簧凹槽，连杆凹槽的槽深不小于第一连杆(106)的杆部的厚度，第一连杆(106)转动时杆部进入连杆凹槽中，触头弹簧(109)能在弹簧凹槽中移动。
10.如权利要求1-9中任一项所述的旋转双断点触头，其特征在于，多个旋转双断点触头的触头模块级联形成多相触头模块，联动轴安装在联动孔(132)中使得多相触头模块联动。
【文档编号】H01H73/04GK104465254SQ201310459310
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】顾翔, 刘毅, 王忠斌 申请人:上海电科电器科技有限公司, 浙江正泰电器股份有限公司