带隔离功能的手动操作电机起动器的制作方法

专利名称：带隔离功能的手动操作电机起动器的制作方法
技术领域：
本发明属于可人力操作的机电式断路器领域，特别是涉及一种带隔离功能的手动 操作电机起动器。
背景技术：
手动操作电机起动器是一种常用的低压电器，它包括一个可绕其轴线旋转的操作 手柄、一个离合机构、一个连杆机构、一个触头推板和包括至少一对动触头和静触头、触头 支持、触头弹簧的触头装置。所述手柄可以在触头闭合和断开位置之间转动，离合机构连接 于手柄与所述的连杆机构之间，将手柄的转动传递给连杆机构。所述的连杆机构包括锁扣、 跳扣、顶板、储能弹簧及多个连杆。当操作手柄旋转时，通过离合机构的转动使连杆机构的 顶板产生摆动，顶板的摆动推压触头推板动作，触头推板的动作继而带动触头装置的触头 支持和动触头动作，动触头的动作使动触头与静触头之间实现断开或闭合。当旋转手柄旋 转到闭合位置时，触头推板抬起，动触头在触头弹簧的弹力作用下与静触头接触闭合；在动 触头与静触头未发生熔焊的情况下，当旋转手柄旋转到断开位置时，触头推板将动触头压 下，从而使动触头与静触头分离。触头熔焊是指由过电流导致的动触头与静触头之间的熔焊，在熔焊状态下，动 触头与静触头之间不能正常分离。在触头熔焊的情况下，当操作人员在手动操作电机起 动器执行断开操作时，手柄可旋转到断开位置，但动触头与静触头因熔焊在一起而仍保 持闭合，这是十分危险的。为了规避这种危险，国家标准GB14048. 1-2006. 7. 1.6. 1做出 要求，规定此类电器产品在执行触头断开操作并发生熔焊时，其手柄上的操作力在达到 GB14048. 1-2006. 8. 2. 5. 2. 1中给定的值之前，手柄不允许到达和置于断开位置，以显示出 熔焊故障的存在，保证操作人员的安全。但是实际上，目前市场上大部分产品在人为预留的 触头超程及配合公差和塑料材料的弹性变形的影响下，即使触头处于熔焊状态，操作手柄 也能在一个小于国标标准给定值的操动力作用下达到和处于断开位置。专利号为ZL200480003806. 0的发明专利公开了一种电磁断路器，它有一个可在 闭合和断开位置之间转动并通过传动件作用在触桥托架上的旋转驱动装置，无需通过附加 的构件，在所述触桥与静触头熔焊连接在一起的状态下，当旋转驱动装置向分断位置旋转 时，所述传动件被触桥托架通过转向机构保持在一个位置，在此位置上，所述传动件阻止旋 转驱动装置旋转到断开位置。由于此种断路器阻止旋转驱动装置旋转到断开位置的效果是 通过旋转驱动装置和传动件上设有的两个成型轮廓实现的，而这两个成型轮廓在各自的零 件上分别是孤立的筋，其强度较小，如果用于大规格产品，则在较大的操作力下，其筋的强 度仍不能可靠保证旋转驱动装置在触头熔焊时不能到达断开位置。另外，这两个成型轮廓 在阻挡接触时，其中有一个成型轮廓所受到的阻挡力是轴向的，即阻挡作用力是沿着该成 型轮廓的安装轴(传动轴线)的轴向的，所以要求传动件安装为不能沿传动轴线的轴向移 动。这样的设计实际上存在一些不合理之处一是为实现传动件不能轴向移动，需要增加阻 止传动件轴向移动的结构；二是由于增加了阻止传动件轴向移动的结构，该结构会对传动件的转动灵活性产生影响，从而会对传动机构的传动性能不利；三是成型轮廓所受到的轴 向力位于成型轮廓边缘，且偏离传动轴线的距离较大，所以该轴向力会形成一个较大的力 矩，该力矩的支点轴与成型轮廓的传动轴线垂直，从而导致两个成型轮廓的受力不对称，并 且因该力矩载荷需增加成型轮廓的厚度，不利于产品小形化的设计。此外，此种断路器只要 发生熔焊现象，不论熔焊程度如何，其旋转驱动装置均不能被置于断开位置。然而，目前人 们迫切需要的是一种在触头严重熔焊时确保手柄能够与触头实际位置一致显示、在触头轻 微熔焊时通过手动旋转操作手柄能够实现触头分断的新式的带隔离功能的手动操作电机 起动器。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种带隔离功能的手动操作电机起动器，在动、静触头 发生熔焊无法分离时，使手柄停留在能够与触头实际状态显示一致的位置上，确保手柄无 法被置于断开位置。本发明的另一个目的是提供一种带隔离功能的手动操作电机起动器，在动、静触 头发生轻微熔焊时，使操作人员通过手感能够感知，并通过旋转手柄的操作力协助消除轻 微熔焊，使动、静触头恢复正常分断，使手柄能够到达与触头断开实际状态显示一致的断开 位置上。本发明的再一个目的是充分利用传动机构原有传动性能的结构和优势，进一步优 化和简化其结构，使设计结构非常简单且合理，能够以简单、可靠的方式实现符合国家标准 的工作，而且具有更高的触头熔焊安全保护的达标等级，能很好满足产品小型化的设计要 求，并且能适用于大操作力的产品。为了实现上述目的，本发明的带隔离功能的手动操作电机起动器采用了如下技术方案。本发明的带隔离功能的手动操作电机起动器包括一个可绕其轴线旋转的操作手柄1、一个离合机构、一个连杆机构4、一个触头推 板5和包括至少一对动触头和静触头6，7的触头装置100，其中所述操作手柄1可以在触头 闭合和断开位置之间转动，所述离合机构连接于操作手柄1与所述的连杆机构4之间，当操 作手柄1旋转时，通过离合机构的转动，将手柄的转动传递给连杆机构4，当旋转手柄旋转 到闭合位置A时，触头推板5抬起，动触头6在触头弹簧10的弹力作用下与静触头7接触 闭合；在动触头与静触头6，7未发生熔焊的情况下，当旋转手柄旋转到断开位置B时，触头 推板5将动触头6压下，从而使动触头与静触头6，7分离。所述离合机构由一对具有啮合 关系的传动齿轮2，3构成，所述传动齿轮2固定在操作手柄1的手柄轴上，当操作手柄1旋 转时，传动齿轮2随手柄以手柄轴为中心转动，通过所述传动齿轮3及与传动齿轮3连接的 连杆机构4，将手柄的转动作用到触头推板5上。一个凸台8，形成在所述传动齿轮2上，一 个阻挡面31形成在所述传动齿轮3上，在动触头与静触头6，7未发生熔焊的情况下，转动 手柄1作“闭合”或“分断”操作时，传动齿轮2、3啮合，所述凸台8与阻挡面31都不接触， 以使手柄1能正常进入“接通”位置A或“分断”位置B ；当转动手柄1作“分断”操作时，在 动触头与静触头6，7发生熔焊、且从手柄1施加的操作力加储能弹簧46的弹力所形成的合 力不能克服触头弹簧10的弹力加触头熔焊焊接力所形成的合力的情况下，凸台8与阻挡面
531接触，在凸台8与阻挡面31接触期间，传动齿轮2、3不啮合，由阻挡面31阻止凸台8、传 动齿轮2、手柄1转动，以使手柄1只能到达“熔焊”位置C，而不能到达“分断”位置B。所述的传动齿轮2和传动齿轮3是一对圆锥齿轮，并且是一对轮齿不布满圆周的 不完全齿轮机构，所述的凸台8形成在传动齿轮2面对齿轮3的没有轮齿部分的圆周上，阻 挡面31形成在传动齿轮3面对齿轮2的设有轮齿部分的圆周上。所述的圆锥齿轮是直齿 圆锥齿轮。所述的凸台8与阻挡面31共同组成限位结构，并且在凸台8与阻挡面31接触时， 凸台8作用于阻挡面31的作用力的方向沿着传动齿轮3转动的圆周方向，阻挡面31作用 于凸台8的反作用力的方向沿着传动齿轮(2)的转动的圆周方向。所述的凸台8与阻挡面 31之间的作用力与反作用力都不平行于手柄轴或枢轴49的轴线，使手柄轴和枢轴49不会 因凸台8与阻挡面31的接触而增加轴向力。所述的连杆机构4包括锁扣41、肘杆42、跳扣43、连杆44、顶板45、储能弹簧46、 一对安装板47、48、枢轴49、销轴50、锁扣轴51，该连杆机构的各传动部件和传动齿轮3都 安装在该对安装板上。其中所述的枢轴49的两端分别固定安装在该对安装板47，48上，所 述传动齿轮3枢转地安装在处于该对安装板47，48之间的枢轴49的中段部分上，所述肘杆 42的两端分别与传动齿轮3、跳扣43铰链连接。所述的销轴50的两端分别固定安装在该对 安装板47，48上，所述顶板45枢转地安装在处于该对安装板47，48之间的销轴50的中段 部分上，所述连杆44的两端分别与顶板45、跳扣43铰链连接。所述的储能弹簧46的一端 与顶板45连接，另一端与两个安装板47，48连接或与两个安装板47，48中之一连接。所述 的锁扣41枢转地安装在锁扣轴51上，该锁扣轴51的两端分别固定安装在该对安装板47， 48上，其中段部分处于安装板47，48之间；顶板45与触头推板5之间以推压接触的方式配 合并传递力。所述的储能弹簧(46)的另一端与两个安装板47，48连接是通过一个过渡件连接 的，所述过渡件的的两端分别固定安装在该对安装板47，48上。所述的安装板47或48上设有一个人字形轨迹槽471，允许一个第一凸起431和 一个第二凸起432分别插入轨迹槽471内，并且与轨迹槽471具有配合间隙，其中所述的第 一凸起431形成在跳扣43上，或者第一凸起431与肘杆42为同一体元件，所述的第二凸起 432形成在传动齿轮3上，或者，第二凸起432与肘杆42为同一体元件。所述的第一凸起 431与肘杆42为同一体元件是指将第一凸起431和肘杆42与跳扣43形成铰链连接并穿过 跳扣43上的铰接孔的那个端头制成同一体元件；所述的第二凸起432与肘杆42为同一体 元件是指将第二凸起432和肘杆42与传动齿轮3铰链连接并穿过传动齿轮3上的铰接孔 的那个端头制成同一体元件。所述的操作手柄1的手柄轴的轴线垂直于所述枢轴49的轴线。


图1是本发明的一个带隔离功能的手动操作电机起动器的剖视图，图中起动器处 于合间状态。图2是本发明的带隔离功能的手动操作电机起动器的手柄、传动齿轮、连杆机构、 触头装置的内部结构图，图中各传动件的位置为触头处于闭合状态的位置。
图3是图2的左侧视图。图4是图2的右侧视图。图5是本发明的带隔离功能的手动操作电机起动器的手柄、传动齿轮、连杆机构、 触头装置的内部结构图，图中各传动件的位置为触头处于熔焊状态的位置。图6是图5的左侧视图。图7是本发明的带隔离功能的手动操作电机起动器的手柄、传动齿轮、连杆机构、 触头装置的内部结构图，图中各传动件的位置为触头处于断开状态的位置。图8是图7的左侧视图。图9是本发明的带隔离功能的手动操作电机起动器的俯视图，图中示出了旋转手 柄的三个位置，包括闭合位置A、断开位置B、熔焊位置C。
具体实施例方式根据以下对仅作为非限制性例子给出的并结合附图中示出的本发明的具体实施 方式的描述，本发明相对于前述现有技术独有的特性和优点将变得更加清楚和更易于理解。图1表示处于合闸状态的本发明的一个带隔离功能的手动操作电机起动器的剖 视图。如图1所示的手动操作电机起动器包括一个可围绕其轴线旋转的操作手柄1、由一对 具有啮合关系的传动齿轮2、3构成的离合机构，一个连杆机构4、一个触头推板5和触头装 置100。所述的手柄1上设有手柄轴(图中未示出)，手柄1通过手柄轴枢转地安装在电机 起动器的外壳11上。所述的手柄1处于外壳11的外面以供手动操作，手柄轴的一端伸入 外壳11内，其上固定有传动齿轮2，当转动手柄1时，传动齿轮2随手柄1以手柄轴为中心 转动。所述的触头装置100包括至少一个安装在触头支持9上的动触头6、与动触头6配对 设置的静触头7以及为动触头6与静触头7的闭合接触提供弹力的触头弹簧10。触头支持 9的数量由电机起动器的极数决定，每极设置一个触头支持，如图1所示的三极电机起动器 设置三个触头支持，图示的触头装置为双触点触桥装置，两个桥式布置的动触点同步移动， 同时实现与两个静触头的接通/分断。每个静触头分别与接线装置(图中未示出)连接， 以使触头装置接入主电路中。本发明的电机起动器的触头装置不限于双触点的方案，也可 以是单触点形式。触头弹簧10，用以驱动动触头6与静触头7的闭合接通，也就是说，在无 操作力或其它外力作用于触头支持9的情况下，触头弹簧10自动驱使动触头6与静触头7 闭合接通，并为动触头6与静触头7的闭合提供弹性的接触力。这种触头装置的接通/分 断动作之间存在以下联动关系在“分断”操作时，手动操作手柄1的动作或连杆机构4的 跳闸动作产生一个操作力，该操作力作用于触头支持9，并克服触头弹簧10的弹力，使动触 头6与静触头7分断。在电机起动器处于分断状态下，所述的操作力始终作用于触头支持 9。在“合闸”操作时，手动操作手柄1使连杆机构4撤去作用于触头支持9上的操作力，在 触头弹簧10的弹力驱动下，动触头6与静触头7自动闭合接通。在触头发生熔焊时若执行 分断操作，不管手动操作分断还是连杆机构4的跳闸动作，所述的操作力虽然还作用于触 头支持9，但当该操作力不足以克服触头熔焊的焊接力和触头弹簧10的弹性力时，触头支 持9不能被驱动移动，即不能驱使动触头6与静触头7实现分断。在多极触头支持的情况 下，通过触头推板5实现多极触头支持的统一联动，或者说触头推板5控制了多极触头支持9的同步移动，即来自连杆机构4的操作力先作用于触头推板5，再由触头推板5同时分别 作用于各个触头支持9。在触头未发生熔焊的情况下，通过连杆机构4向触头推板5施加操 作力或撤去操作力，可使触头推板5产生移动，从而带动各个动触头6同步执行与静触头7 的分断或接通。在触头发生熔焊且分断操作的情况下，由于触头熔焊而触头支持9不能移 动，即无法被触头推板5推动。如图2至4所示，起动器的连杆机构4包括锁扣41、肘杆42、跳扣43、连杆44、顶 板45、储能弹簧46和一对安装板47、48。肘杆42具有如图4所示的铰链连接的结构肘杆 42两端的端头分别与肘杆的杆身形成大约90度弯曲，其中一个端头插入传动齿轮3上的铰 接孔内，另一个端头插入跳扣43上的铰接孔内，使肘杆42的两端分别与传动齿轮3、跳扣 43铰链连接。连杆44具有如图4所示的铰链连接的结构连杆44两端的端头分别与连杆 的杆身形成大约90度弯曲，其中一个端头插入跳扣43上的另一个铰接孔内，另一个端头插 入顶板45上的铰接孔内，使连杆44的两端分别与跳扣43、顶板45铰链连接。顶板45枢转 地安装在一对安装板47、48之间的并固定在安装板47、48上的销轴50上，也就是说，销轴 50的一端与安装板47固定连接，销轴50的另一端与安装板48固定连接，位于两个安装板 47、48之间的销轴50的中段部分(指处于该对安装板之间的部分)与顶板45枢转连接，使 顶板45可绕销轴50摆动，而该摆动可推压触头推板5移动，将顶板45摆动的力和位移传 递给触头推板5 ；反之，触头推板5的移动也可推压顶板45摆动，将触头推板5移动的力和 位移传递给顶板5。由此可见，顶板45与触头推板5之间是以推压接触的方式配合并传递 力。本发明这种设计结构的推压接触必定在以下三种情况下存在。一种情况是分断操 作过程，是指不管触头是否发生熔焊，在电机起动器执行分断操作的全过程中所述的推压 接触始终存在，该推压接触的主动方是顶板45。在触头未发生熔焊的情况下，顶板45能推 动压板45移动，而在触头发生熔焊的情况下，顶板45不能推动触头压板5移动。由此可见， 在电机起动器执行分断操作过程中，如果顶板45不能推动触头压板5移动，则标志着触头 发生熔焊故障。第二种情况是电机起动器处于正常的分断状态，在该状态下，所述的推压接 触始终存在，主动方还是顶板45。第三种情况是合间操作过程，在电机起动器执行合间操作 的动作过程中，所述的推压接触也存在，但主动方是触头推板5。然而在电机起动器进入闭 合接通状态后，顶板45与触头推板5之间是否还保持推压接触关系是不一定的，通常情况 下，为了满足动触头超程的需要设计成顶板45与触头推板5之间有一个间隙，在二者分离 的情况下，当然他们之间也就不存在推压接触的关系。顶板45与触头推板5之间的推压接 触的配合方式的优点在于当推压接触关系存在时，顶板45与触头推板45之间可传递力和 位移；当推压接触关系不存在时，它们之间不存在相互的作用力。图4中，储能弹簧46是为顶板45推压触头推板5提供驱动力的元件。储能弹簧 46的一端与顶板45连接，另一端与安装板47或者安装板48连接，或者储能弹簧46的另一 端也可以与两个安装板47、48连接，这种与两个安装板47、48连接的具体结构方案是储能 弹簧46的另一端与一个过渡件(如连接销，图中未示出)连接，而该过渡件的一端与安装 板47固定连接，该过渡件的另一端与安装板48固定连接。在电机起动器的触头“闭合”操 作过程中，手动操作力通过手柄1经传动齿轮2、3和连杆机构4使储能弹簧46储能，此操 作过程也是连杆机构4向触头推板5撤去操作力的过程，在该过程中，由于触头弹簧10的弹力作用，顶板45与触头推板5之间的推压接触关系还存在，但主动方是触头推板5，即触 头推板5推压顶板45。在电机起动器的触头进入“闭合”状态后，连杆机构4的机构约束力 克服储能弹簧46的弹性力，使连杆机构4处于稳定状态，储能弹簧46保持储能，此时，在触 头弹簧10的弹力作用下，动触头6与静触头7闭合。在电机起动器的“分断”操作过程中， 手动操作力通过手柄1移动跳扣43或者脱扣机构(图中未示出)的触动力触动锁扣41，使 连杆机构4的机构约束力瓦解，储能弹簧46释放能量，并驱动顶板45推压触头推板5。锁 扣轴51的一端固定在安装板47上，另一端固定在安装板48上，处于两个安装板之间的中 段部分与锁扣41枢转连接，使锁扣41枢转地安装在锁扣轴51上，因而锁扣41可绕锁扣轴 51转动。在锁扣41与跳扣43上分别设有一个相互配合的互锁结构，当该结构处于互锁状 态时，锁扣41对跳扣43提供一个互锁用的较小的作用力，该作用力使连杆机构4能形成较 大的机构约束力，而该机构约束力能克服储能弹簧46的弹力，而使连杆机构4处于稳定状 态。当外力(通常是来自脱扣装置的触动力)触动锁扣41使它绕锁扣轴51转动时，会导 致互锁结构由互锁状态转换为解锁状态，在解锁状态下，连杆机构4的机构约束力瓦解，导 致储能弹簧46释放能量，顶板45可在储能弹簧46的弹力作用下，绕销轴50转动(除非触 头发生熔焊)。如图2或图5所示，安装板47、48不仅用于安装连杆机构4，而且还用于安装传动 齿轮3。手柄1通过由一对具有啮合关系的传动齿轮2、3构成的离合机构以及与传动齿轮 3连接的连杆机构4作用在触头推板5上。传动齿轮3枢转地安装在该对安装板47、48之 间的并固定在安装板47、48上的枢轴49上，即枢轴49的一端固定在安装板47上，枢轴49 的另一端固定在安装板48上，枢轴49的中段部分处于该对安装板47、48之间，其上枢转地 安装有一个传动齿轮3，使传动齿轮3可绕枢轴49转动。枢轴49与手柄轴(图中未示出) 垂直，传动齿轮2、3是一对圆锥齿轮，优选采用直齿圆锥齿轮，但它们的轮齿不布满圆周， 是一对不完全齿轮机构。转动手柄1，则带动固定在手柄轴上的传动齿轮2转动，在传动齿 轮2和传动齿轮3啮合的情况下，传动齿轮2的转动则会驱动传动齿轮3转动。由于传动 齿轮2、3是不完全齿轮机构，所以它们之间存在不啮合的情况，这种不啮合的情况，正好配 合连杆机构4利用储能弹簧的弹力实现触头的快速分断或闭合。在触头未发生熔焊的情况 下，由于储能弹簧46的弹力能克服触头弹簧10的弹力而使触头推板5移动，实现动触头6 与静触头7的分断。但在触头发生熔焊的情况下，储能弹簧46的弹力不能克服触头弹簧10 的弹力加触头熔焊的焊接力的合力，所以顶板45不能推动触头推板5移动。然而，触头弹 簧10的弹力与触头熔焊的焊接力的合力，使触头推板5对顶板45形成了反作用力，该反作 用力不仅使顶板45保持在某一位置，而且还通过顶板45、连杆44、跳扣43、肘杆42的力传 递，可以使传动齿轮3保持在某一位置，而该位置通过形成在传动齿轮2的适当位置上的一 个凸台与传动齿轮3上的一个阻挡面组成的限位结构，使手柄1牢固地保持在图9所示对 应的熔焊位置C处，此时储能弹簧46的能量不能释放，动触头6与静触头7继续保持熔接 状态。如图5和6所示，在传动齿轮2上设有一个凸台8，传动齿轮3上设有一个阻挡面 31，凸台8与阻挡面31共同组成所述的限位结构。凸台8形成在传动齿轮2面对齿轮3的 没有轮齿部分的圆周上，阻挡面31形成在传动齿轮3面对齿轮2的设有轮齿部分的圆周 上，以使在传动齿轮2、3啮合时，凸台8与阻挡面31不接触。而在凸台8与阻挡面31接触期间，传动齿轮2、3不啮合。通过凸台8和阻挡面31形成的这样的限制结构，确保了当触 头发生严重熔焊时可靠阻止操作手柄1被操纵力强行旋转到达触头正常“分断”位置。下 面说明这种结构的工作原理。在动触头6与静触头7无熔焊情况下，转动手柄1作“闭合” 或“分断”操作，都不会导致阻挡面31与凸台8接触，以使手柄1能正常进入如图9所示的 “闭合”位置A或“分断”位置B。在动触头6与静触头7发生熔焊的情况下，转动手柄1作 “分断”操作时，会导致阻挡面31与凸台8接触，以将传动齿轮2连同手柄1停留在如图9 所示的“熔焊”位置C上，而不能到达“分断”位置B。下面结合附图2至8分别展示的对应“闭合”、“断开”、“熔焊”的起动器内部结构， 进一步说明该动作功能是如何保证实现的。图2-4的闭合过程和状态当转动手柄1向“闭合”位置旋转操作时，手柄1由图9所示的“分断”位置B，沿 图9所示的纸平面顺时针转到“闭合”位置A，手柄1的转动带动传动齿轮2绕手柄轴(图 中未示出)转动，传动齿轮2通过啮合传动，驱动传动齿轮3转动，储能弹簧46储能，直到 手柄转到图9所示的“闭合”位置时，连杆机构4的机构约束力自动形成，并使连杆机构4 处于稳定状态，此时传动齿轮2、3及与固定在手柄轴上的传动齿轮2 —体形成的凸台8与 阻挡面31以及连杆机构4、动触头6、静触头7等各运动件的位置如图2-4所示。在“闭合” 操作的全过程直到手柄到达“闭合”位置，凸台8与阻挡面31始终不接触。图7-8的正常断开过程和状态当在正常情况下，转动手柄1向“分断”位置旋转操作时，手柄1由图2-4所示的 “闭合”位置，沿图9所示的纸平面逆时针转动，手柄1的转动带动传动齿轮2绕手柄轴(图 中未示出)转动，传动齿轮2通过啮合传动，驱动传动齿轮3转动，传动齿轮3的转动带动 肘杆42、跳扣43移动，而导致连杆机构4的机构约束力瓦解，储能弹簧46释放能量，储能 弹簧46的弹力驱动顶板45绕销轴50转动(转动方向为图8所示的顺时针方向)，顶板45 的转动一方面推压触头推板5移动，而使动触头6与静触头7分断，另一方面通过连杆44、 跳扣43、肘杆42驱动传动齿轮3绕枢轴49转动一个角度，并到达图7所示的位置。由于传 动齿轮3转动了一个足够大的角度，该角度使得阻挡面31远离凸台8较大的距离，所以在 “分断”操作的全过程中，凸台8与阻挡面31始终不发生接触，从而不影响手柄1转动到图 9所示的“分断”位置B。传动齿轮2、3及凸台8与阻挡面31以及连杆机构4、动触头6、静 触头7等各运动件的位置如图7和8所示。图5-6的熔焊时分断过程和状态当在触头发生熔接情况下，如转动手柄1作“分断”操作，手柄1由图2-4所示的触 头接触位置，沿图9所示的纸平面逆时针转动，手柄1的转动带动传动齿轮2绕手柄轴(图 中未示出)转动，传动齿轮2通过啮合传动，驱动传动齿轮3转动，传动齿轮3的转动带动 肘杆42、跳扣43移动，而导致连杆机构4的机构约束力瓦解(该机构约束力的瓦解还可以 由前述的脱扣机构的脱扣动作所致)。但是，由于触头熔焊无法分离所致，顶板45使储能弹 簧46不能释放弹性力，顶板45通过连杆44、跳扣43、肘杆42将传动齿轮3限制停留在如 图5、6所示位置，从这两个图对比可见，由于传动齿轮3被触头推板5通过连杆机构4限制 保持在某一固定位置，传动齿轮3不能转动足够大的角度，使阻挡面31不能远离凸台8足 够大的距离，所以再转动手柄1时，凸台8与阻挡面31接触，阻挡面31阻挡凸台8运动，限制了传动齿轮2和手柄1绕手柄轴(图中未示出)继续转动，手柄1保持在图9所示的“熔 焊”位置C。此时，由于本发明通过凸台8与阻挡面31组成的限制结构具有足够的强度，所 以对手柄1施加的手动操作力不可能克服阻挡面31对于凸台8的阻挡力，故而不可能使手 柄1到达图9所示的“分断”位置。除非在触头熔接较轻微的情况下，只有当该手动操作力 加储能弹簧46的弹力的合力能克服触头弹簧10的弹力加触头轻微熔焊焊接力的合力，才 能迫使动触头6与静触头7摆脱轻微熔接实现分断。由图6所示可见，所述的凸台8与阻挡面31接触配合时，凸台8作用于阻挡面31 的作用力的方向是沿着传动齿轮3绕枢轴49转动的圆周方向，而阻挡面31作用于凸台8的 反作用力的方向是沿着传动齿轮2绕手柄轴转动的圆周方向，因此，凸台8与阻挡面31之 间的作用力与反作用力的方向是与离合机构的传动齿轮2、3之间啮合所形成的作用力与 反作用力的方向一致，即都是沿着传动齿轮2、3转动的圆周方向，这一结构设计与前述的 现有技术具有本质的不同，该不同使本发明产生了现有技术所没有的功能效果在触头发 生轻微熔焊时，从手柄1施加的手动操作力加储能弹簧46的弹力所形成的合力一般能够克 服触头弹簧10的弹力加触头轻微熔焊焊接力所形成的合力，使动触头6与静触头7在手动 操作下实现了强行分断，这一方面提高了装置的安全等级，另一方面可通过手感获知触头 熔焊故障发生的前兆。这一结构设计还产生了优于现有技术的技术效果凸台8与阻挡面 31之间的作用力与反作用力都不平行于手柄轴或枢轴49的轴线，也就是说手柄轴和枢轴 49不会因凸台8与阻挡面31的接触而增加轴向力，这使得由传动齿轮2、3、手柄轴和枢轴 49组成的传动机构的结构十分简单，传动齿轮2、3的转动灵活性很好，不存在轴向力所致 的机壳等零部件的变形，有利于产品的小型化设计，而且能适用于操作力大的大规格产品。本发明的连杆机构4采用了一对安装板47、48，连杆机构4的各零件和传动齿轮3 都安装在这对安装板47、48上。采用这样的结构设计，使得顶板45、传动齿轮3等受力件显 著提高了承受载荷的能力，大大减小了这些元件受力后的形状与位置变化，从而有助于同 样体积的连杆机构4可适用于操作力更大的大规格产品。为了更好地适用于操作力大的大规格产品，如图3、6、8所示，本发明装置在安装 板47上设有一个人字形轨迹槽471，允许一个第一凸起431和一个第二凸起432分别插入 轨迹槽471内。所述的第一凸起431形成在跳扣43上，或者，将第一凸起431和肘杆42与 跳扣43形成连接的那个端头制成同一体元件，即第一凸起431与肘杆42为同一体元件。在 第一凸起431与肘杆42为同一体元件时，其安装结构为肘杆42与跳扣43铰链连接的那 个端头穿过跳扣43上的铰接孔后，再插入轨迹槽471内。所述的第二凸起432形成在传动 齿轮3上，或者，将第二凸起432和肘杆42与传动齿轮3连接的那个端头制成同一体元件， 即第二凸起432与肘杆42为同一体元件。在第二凸起432与肘杆42为同一体元件时，其 安装结构为肘杆42与传动齿轮3铰链连接的那个端头穿过传动齿轮3上的铰接孔后，再 插入轨迹槽471。通过控制所述的两个凸起432，431与轨迹槽471的配合间隙，可改善连杆 机构4的运动精度，也可减小大操作力下连杆机构4的各运动件的位置误差与形变。应该理解到的是，上述实施方式只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任 何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。
1权利要求
一种带隔离功能的手动操作电机起动器，它包括一个可绕其轴线旋转的操作手柄(1)、一个离合机构、一个连杆机构(4)、一个触头推板(5)和包括至少一对动触头和静触头(6，7)的触头装置(100)，其中所述操作手柄(1)可以在触头闭合和断开位置之间转动，所述离合机构连接于操作手柄(1)与所述的连杆机构(4)之间，当操作手柄(1)旋转时，通过离合机构的转动，将手柄的转动传递给连杆机构(4)，当旋转手柄旋转到闭合位置A时，触头推板(5)抬起，动触头(6)在触头弹簧(10)的弹力作用下与静触头(7)接触闭合；在动触头与静触头(6，7)未发生熔焊的情况下，当旋转手柄旋转到断开位置B时，触头推板(5)将动触头(6)压下，从而使动触头与静触头(6，7)分离，其特征在于所述离合机构由一对具有啮合关系的传动齿轮(2，3)构成，所述传动齿轮(2)固定在操作手柄(1)的手柄轴上，当操作手柄(1)旋转时，传动齿轮(2)随手柄以手柄轴为中心转动，通过所述传动齿轮(3)及与传动齿轮(3)连接的连杆机构(4)，将手柄的转动作用到触头推板(5)上，一个凸台8，形成在所述传动齿轮2上，一个阻挡面31形成在所述传动齿轮3上，在动触头与静触头(6，7)未发生熔焊的情况下，转动手柄(1)作“闭合”或“分断”操作时，传动齿轮2、3啮合，所述凸台(8)与阻挡面(31)都不接触，以使手柄(1)能正常进入“接通”位置A或“分断”位置B，当转动手柄(1)作“分断”操作时，在动触头与静触头(6，7)发生熔焊、且从手柄(1)施加的操作力加储能弹簧46的弹力所形成的合力不能克服触头弹簧(10)的弹力加触头熔焊焊接力所形成的合力的情况下，凸台(8)与阻挡面(31)接触，在凸台8与阻挡面31接触期间，传动齿轮2、3不啮合，由阻挡面(31)阻止凸台(8)、传动齿轮(2)、手柄(1)转动，以使手柄(1)只能到达“熔焊”位置C，而不能到达“分断”位置B。
2.根据权利要求1所述的起动器，其特征在于，所述的传动齿轮(2)和传动齿轮(3)是 一对圆锥齿轮，并且是一对轮齿不布满圆周的不完全齿轮机构，所述的凸台8形成在传动 齿轮2面对齿轮3的没有轮齿部分的圆周上，阻挡面31形成在传动齿轮3面对齿轮2的设 有轮齿部分的圆周上。
3.根据权利要求1或2所述的起动器，其特征在于，所述的凸台8与阻挡面31共同组 成限位结构，并且在凸台(8)与阻挡面(31)接触时，凸台(8)作用于阻挡面(31)的作用力 的方向沿着传动齿轮(3)转动的圆周方向，阻挡面(31)作用于凸台(8)的反作用力的方向 沿着传动齿轮(2)的转动的圆周方向。
4.根据权利要求3所述的起动器，其特征在于，所述的凸台8与阻挡面31之间的作用 力与反作用力都不平行于手柄轴或枢轴49的轴线，使手柄轴和枢轴49不会因凸台8与阻 挡面31的接触而增加轴向力。
5.根据权利要求2所述的起动器，其特征在于，所述的圆锥齿轮是直齿圆锥齿轮。
6.根据权利要求1所述的起动器，其特征在于，所述的连杆机构(4)包括锁扣(41)、肘 杆(42)、跳扣(43)、连杆(44)、顶板(45)、储能弹簧(46)、一对安装板(47、48)、枢轴(49)、 销轴(50)、锁扣轴(51)，其中所述的枢轴(49)的两端分别固定安装在该对安装板(47，48)上，所述传动齿轮(3)枢转地安装在处于该对安装板(47，48)之间的枢轴(49)的中段部分上，所述肘杆(42)的两 端分别与传动齿轮(3)、跳扣(43)铰链连接，所述的销轴(50)的两端分别固定安装在该对安装板(47，48)上，所述顶板(45)枢转 地安装在处于该对安装板(47，48)之间的销轴(50)的中段部分上，所述连杆(44)的两端 分别与顶板(45)、跳扣(43)铰链连接，所述的储能弹簧(46)的一端与顶板(45)连接，另一端与两个安装板(47，48)连接或 与两个安装板(47，48)中之一连接；所述的锁扣(41)枢转地安装在锁扣轴(51)上，该锁扣轴(51)的两端分别固定安装在 该对安装板(47，48)上，其中段部分处于安装板(47，48)之间；顶板(45)与触头推板(5)之间以推压接触的方式配合并传递力。
7.根据权利要求6所述的起动器，其特征在于，所述的储能弹簧(46)的另一端与两个 安装板(47，48)连接是通过一个过渡件连接的，所述过渡件的的两端分别固定安装在该对 安装板(47，48)上。
8.根据权利要求6所述的起动器，其特征在于，所述的安装板47或48上设有一个人字 形轨迹槽471，允许一个第一凸起431和一个第二凸起432分别插入轨迹槽471内，并且与 轨迹槽471具有配合间隙，其中所述的第一凸起431形成在跳扣43上，或者第一凸起431与肘杆42为同一体元件， 所述的第二凸起432形成在传动齿轮3上，或者，第二凸起432与肘杆42为同一体元件。
9.根据权利要求8所述的起动器，其特征在于，所述的第一凸起431与肘杆42为同一 体元件是指将第一凸起431和肘杆42与跳扣43形成铰链连接并穿过跳扣43上的铰接孔 的那个端头制成同一体元件；所述的第二凸起432与肘杆42为同一体元件是指将第二凸起 432和肘杆42与传动齿轮3铰链连接并穿过传动齿轮3上的铰接孔的那个端头制成同一体 元件。
10.根据权利要求1所述的起动器，其特征在于，所述的操作手柄(1)的手柄轴的轴线 垂直于所述枢轴(49)的轴线。
全文摘要
一种带隔离功能的手动操作电机起动器，手柄可以在触头闭合和断开位置之间转动，一对具有啮合关系的传动齿轮连接于手柄与连杆机构之间，固定在手柄轴上的传动齿轮上形成一凸台，其后连接连杆机构的传动齿轮上形成一阻挡面，在动、静触头未发生熔焊情况下，转动手柄作闭合或分断操作时，传动齿轮啮合，凸台与阻挡面都不接触，以使手柄能正常进入与触头状态一致的闭合位置或分断位置，在触头装置发生熔焊且从手柄施加的操作力加储能弹簧的弹力所形成的合力不能克服触头弹簧的弹力加触头熔焊焊接力所形成的合力的情况下，转动手柄作分断操作时，凸台与阻挡面接触，并由阻挡面通过凸台阻止手柄转动，以使手柄只能到达熔焊位置而不能到达分断位置。
文档编号H02P1/10GK101938233SQ201010284540
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者李伟, 胡吉庆 申请人:上海诺雅克电气有限公司