专利名称：开关操作机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气开关控制设备，特别是涉及一种利用涡状弹簧作为 储能装置的开关操作机构。
背景技术：
一般对电气开关的操作中都要求，开关的闭合或断开动作要在极短时间内完 成，而直接的人为操作电气开关并不能达到上述要求，因此需要一种电气开关控 制设备来完成开关的闭合或断开动作。目前，传统的电气开关控制设备多是使用 柱状弹簧实现控制设备的能量储存，采用大量的异形机加工件作为传动原件，由 于柱状弹簧的立体空间较大，不利于机构小型化集中操作；异形机加工件也使整 个设备的制造成本较高，工作量大。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种体积小、制造成本低的开关操作机构。
本实用新型开关操作机构，包括框架部分、传动部分、储能部分和控制部分， 其特征在于所述框架部分包括顶部开口的传动腔体，所述传动腔体的顶部开口 处装有传动腔体盖，所述传动腔体的底部连接有机构固定底板，所述传动腔体盖 上设有操作面板；
所述传动部分包括驱动花轴、三棘状盘和显示驱动盘，驱动花轴的下端垂直 穿过传动腔体盖与三棘状盘的中心固定连接，所述三棘状盘包括均匀设置在同一 平面的三个棘齿，三棘状盘下方设有显示驱动盘，所述显示驱动盘的一端垂直固 定装有显示轴，所述显示轴的两端分别与传动腔体盖和传动腔体的底部连接，并 可相对传动腔体转动，显示驱动盘上端面固定装有显示驱动轴销，所述显示驱动 轴销上还套装有可转动的显示驱动盘转轴，所述显示驱动盘转轴可沿着棘齿的侧 面滑动，显示驱动盘的边缘处还设有滑槽a;
所述储能部分包括驱动盘体、弹簧挂盘、分、合闸涡状弹簧，所述驱动盘体 的中心垂直固定连接有驱动主轴，所述驱动主轴的下端穿过传动腔体的底部和机 构固顶底板，并固定连接有开关驱动盘体，驱动主轴的上端部分为空心轴，所述 驱动盘体的边缘上设有滑槽b和豁口 x，所述显示驱动盘的下方设有弹簧挂盘， 所述驱动花轴的下端穿过显示驱动盘和弹簧挂盘进入驱动主轴的上端空心轴内， 其与驱动主轴可相对转动，所述弹簧挂盘的上端面固定装有弹簧挂盘转动销，所 述弹簧挂盘转动销上装有可转动的弹簧挂盘转轴，所述弹簧挂盘转轴与滑槽a相 配合，并可沿着显示驱动盘的边缘和滑槽a滑动，所述弹簧挂盘的边缘上设有滑
5槽c、豁口 y和向下的挂钩，弹簧挂盘的下端面靠近中心位置固定装有弹簧挂件， 所述分、合闸涡状弹簧的内端分别与弹簧挂件固定连接，分闸涡状弹簧的外端与 传动腔体侧板固定连接，合闸涡状弹簧的外端与驱动盘体的外边缘向上的凸块固 定连接，所述凸块与挂钩相干涉，所述挂钩可带动凸块逆时针方向旋转，所述传 动腔体盖与传动腔体底部之间还固定装有主弹簧限位轴和限位装置，当驱动盘体 或弹簧挂盘转动时，所述主弹簧限位轴在滑槽b或滑槽c内滑动，当分、合闸涡 状弹簧随着弹簧挂盘的旋转受力储能时，所述限位装置可固定弹簧挂盘和驱动盘 体的位置，保持分、合闸涡状弹簧处于储能状态；
当驱动花轴联动三棘状盘转动时，所述棘齿推动显示驱动盘转轴向远离三棘 状盘中心的方向移动，所述显示驱动盘转轴带动显示驱动盘绕显示轴转动，所述 显示驱动盘的滑槽a推动弹簧挂盘转轴转动，所述弹簧挂盘转轴带动弹簧挂盘转 动；
所述控制部分包括固定在操作面板上的分、合闸按钮，所述分、合闸按钮分 别通过若干分、合闸传动件与限位装置连接，并控制限位装置脱离对弹簧挂盘或 驱动盘体的约束。
本实用新型开关操作机构，其中所述限位装置包括固定在传动腔体盖与传动 腔体底部之间的限位簧U型夹转轴，上、下限位U型夹和分、合闸操作限位半 轴，所述限位簧U型夹转轴与上、下限位U型夹铰接，限位簧U型夹转轴上还 套装有扭力弹簧，所述扭力弹簧的两端分别与上、下限位U型夹固定连接，所述 上、下限位U型夹的U型槽内分别固定装有夹子销，所述夹子销上还分别装有 可转动的夹子转轴，所述夹子转轴分别与豁口 x和豁口 y相配合，所述分、合闸 操作限位半轴穿过传动腔体盖和传动腔体底部分别与上、下限位U型夹的自由端 对应且相干涉，使上、下限位U型夹的自由端不能向远离弹簧挂盘和驱动盘体的 方向移动，其相对传动腔体可转动，分、合闸操作限位半轴在传动腔体内的部分 沿轴向分别设有操作平面，当所述操作平面与上、下限位U型夹的自由端相对时， 上、下限位U型夹的自由端在扭力弹簧的作用下沿着操作平面向远离弹簧挂盘和 驱动盘体的方向移动。
本实用新型开关操作机构，其中所述分、合闸操作限位半轴的上端穿过传动 腔体盖分别与分、合闸传动件相连接，所述分、合闸按钮分别通过分、合闸传动 件控制分、合闸操作限位半轴转动。
本实用新型开关操作机构，其中所述三棘状盘上端面还固定装有三棘驱动 盘，所述三棘驱动盘的中心与驱动花轴垂直固定连接。
本实用新型开关操作机构，其中所述分、合闸操作限位半轴位于传动腔体内 的上端设有与分、合闸操作限位半轴垂直的操作限位拨动销，所述操作限位拨动 销与固定在传动腔体盖下端面的限位销相干涉配合，用于限定分、合闸操作限位半轴的转动角度范围。
本实用新型开关操作机构，其中所述驱动花轴上端还固定装有操作花轴。 本实用新型开关操作机构，其中所述分、合闸涡状弹簧之间还设有传动腔隔板。
本实用新型开关操作机构与现有技术不同之处在于本实用新型开关操作机 构采用涡状弹簧作为操作机构的储能装置，由于涡状弹簧的体积小，使整个开关 操作机构更加集中化，特别适合与小型断路器配套使用；本实用新型开关操作机 构的传动部分、控制部分和框架部分主要是轴、销和钣金件，加工难度小、成本 低。
以下结合附图对本实用新型的开关操作机构作进一步说明。
图1为本实用新型开关操作机构的主视图2为本实用新型开关操作机构的后视图3为本实用新型开关操作机构的左视图4为图3的A-A剖视图5为图3的B-B剖视图6为图3的C-C剖视图7为图3的D-D剖视图8为图1的E-E局部剖视图9为图1的F-F局部剖视图10为本实用新型开关操作机构的立体结构示意图。
具体实施方式
如图l、图2和图3所示，本实用新型开关操作机构包括框架部分、传动部 分、储能部分和控制部分，框架部分包括顶部开口的传动腔体1，传动腔体1的 顶部开口处装有传动腔体盖2，传动腔体1的底部连接有机构固定底板3，传动 腔体盖2上装有操作面板4。
如图3、图4和图5所示，传动部分包括驱动花轴5、三棘状盘6和显示驱 动盘7，驱动花轴5上端固定装有操作花轴8,驱动花轴5的下端垂直穿过传动 腔体盖2与三棘状盘6的中心固定连接，三棘状盘6包括均匀设置在同一平面的 三个棘齿9，三棘状盘6上端面固定装有三棘驱动盘35，三棘驱动盘35的中心 与驱动花轴5垂直固定连接，三棘状盘6下方设有显示驱动盘7，显示驱动盘7 的一端垂直固定装有显示轴10，显示轴10的两端分别与传动腔体盖2和传动腔 体l的底部连接，并可相对传动腔体l转动，显示驱动盘7上端面固定装有显示 驱动轴销11，显示驱动轴销11上还套装有可转动的显示驱动盘转轴12，显示驱 动盘转轴12可沿着棘齿9的侧面滑动，显示驱动盘7的边缘处还设有滑槽a。如图4、图6、图7、图8和图9所示，储能部分包括驱动盘体13，弹簧挂 盘14，分、合闸涡状弹簧15、 16，驱动盘体13的中心垂直固定连接有驱动主轴 17，驱动主轴17的下端穿过传动腔体1的底部和机构固顶底板，并固定连接有 开关驱动盘体39，驱动主轴17的上端部分为空心轴，驱动盘体13的边缘上设 有滑槽b和豁口 x，显示驱动盘7的下方设有弹簧挂盘14,驱动花轴5的下端穿 过显示驱动盘7和弹簧挂盘14进入驱动主轴17的上端空心轴内，其与驱动主轴 17可相对转动，弹簧挂盘14的上端面固定装有弹簧挂盘转动销18，弹簧挂盘转 动销18上装有可转动的弹簧挂盘转轴19，弹簧挂盘转轴19与滑槽a相配合，并 可沿着显示驱动盘7的边缘和滑槽a滑动，弹簧挂盘14的边缘上设有滑槽c、豁 口 y和向下的挂钩20,弹簧挂盘14的下端面靠近中心位置固定装有弹簧挂件21， 分、合闸涡状弹簧15、 16的内端分别与弹簧挂件21固定连接，分、合闸涡状弹 簧15、 16之间还设有传动腔隔板38。分闸涡状弹簧15的外端与传动腔体1侧 板固定连接，合闸涡状弹簧16的外端与驱动盘体13的外边缘向上的凸块22固 定连接，凸块22与挂钩20相干涉，挂钩20可带动凸块22逆时针方向旋转，传 动腔体盖2与传动腔体1底部之间还固定装有主弹簧限位轴23和限位装置，当 驱动盘体13或弹簧挂盘14转动时，主弹簧限位轴23在滑槽b或滑槽c内滑动， 当分、合闸涡状弹簧15、 16随着弹簧挂盘14的旋转受力储能时，限位装置可固 定弹簧挂盘14和驱动盘体13的位置，保持分、合闸涡状弹簧15、 16处于储能 状态，限位装置包括固定在传动腔体盖2与传动腔体1底部之间的限位簧U型夹 转轴26，上、下限位U型夹27、 28和分、合闸操作限位半轴29、 30，限位簧U 型夹转轴26与上、下限位U型夹27、 28铰接，限位簧U型夹转轴26上还套装 有扭力弹簧31，扭力弹簧31的两端分别与上、下限位U型夹27、 28固定连接， 上、下限位U型夹27、 28的U型槽内分别固定装有夹子销32、 32'，夹子销32、 32，上还分别装有可转动的夹子转轴33、 33'，夹子转轴33、 33'分别与豁口x 和豁口y相配合，分、合闸操作限位半轴29、 30穿过传动腔体盖2和传动腔体 l底部分别与上、下限位U型夹27、 28的自由端对应且相干涉，使上、下限位 U型夹27、 28的自由端不能向远离弹簧挂盘14和驱动盘体13的方向移动，其 相对传动腔体l可转动，分、合闸操作限位半轴29、 30在传动腔体1内的部分 沿轴向分别设有操作平面34，当操作平面34与上、下限位U型夹27、 28的自 由端相对时，上、下限位U型夹27、 28的自由端在扭力弹簧31的作用下沿着操 作平面34向远离弹簧挂盘14和驱动盘体13的方向移动。分、合闸操作限位半 轴29、 30位于传动腔体1内的上端设有与分、合闸操作限位半轴29、 30垂直的 操作限位拨动销36，操作限位拨动销36与固定在传动腔体盖2下端面的限位销 37相干涉配合，用于限定分、合闸操作限位半轴29、 30的转动角度范围。
当驱动花轴5联动三棘状盘6转动时，棘齿9推动显示驱动盘转轴12向远离三棘状盘6中心的方向移动，显示驱动盘转轴12带动显示驱动盘7绕显示轴 10转动，显示驱动盘7的滑槽a推动弹簧挂盘转轴19转动，弹簧挂盘转轴19 带动弹簧挂盘14转动，
如图1和图10所示，控制部分包括固定在操作面板4上的分、合闸按钮24、 25，分、合闸按钮24、 25分别与若千分、合闸传动件40、 41连接，分、合闸操 作限位半轴29、 30的上端穿过传动腔体盖2分别与分、合闸传动件40、 41相连 接，分、合闸按钮24、 25分别通过分、合闸传动件控制分、合闸操作限位半轴 29、 30转动，控制限位装置脱离对弹簧挂盘14或驱动盘体13的约束。
本实用新型开关操作机构的工作过程包括三个动作第一为储能动作，操作 花轴8在受到外加扭力顺时针转动，带动驱动花轴5和三棘状盘6顺时针转动， 三棘状盘6上的棘齿9的弧形边缘推动显示驱动盘转轴12向远离驱动花轴5的 方向移动，从而使显示驱动盘7绕显示轴10顺时针转动，通过显示驱动盘7上 的滑槽a推动与其配合的弹簧挂盘转轴19顺时针转动，带动弹簧挂盘14顺时针 转动，由于分、合闸涡状弹簧15、 16的内端与固定在弹簧挂盘14上的弹簧挂件 21固定连接，而下限位U型夹28中的夹子转轴33卡在驱动盘体13边缘处的豁 口x处，在合闸操作限位半轴30的干涉下，驱动盘体13不能转动，因此在弹簧 挂盘14转动下分、合闸涡状弹簧15、 16被巻紧储能，当弹簧挂盘14转过一定 角度时，上限位U型夹27中的夹子转轴33'会落入弹簧挂盘14边缘上的豁口 y 处，在分闸操作限位半轴29的干涉下，弹簧挂盘14不再转动，储能阶段完成。
第二为合闸动作，按动操作面板4上的合闸按钮25，合闸按钮25通过若干 合闸传动件41带动合闸操作限位半轴30旋转，使合闸操作限位半轴30上的操 作平面34与下限位U型夹28的自由端相对，在合闸涡状弹簧16力的作用下， 驱动盘体13将下限位U型夹28中的夹子转轴33逼出豁口 x，使下限位U型夹 28向远离驱动盘体13的方向转动，驱动盘体13在解除约束后顺时针转动，通 过驱动主轴17带动开关驱动盘体39顺时针转动，完成合闸动作，此时驱动盘体 13边缘上的凸块22转动到与弹簧挂盘14边缘上的挂钩20相干涉的位置。
第三为分闸动作，按动操作面板4上的分闸按钮24，分闸按钮24通过若干 分闸传动件40带动分闸操作限位半轴29旋转，使分闸操作限位半轴29上的操 作平面34与上限位U型夹27的自由端相对，由于分闸涡状弹簧15的外端与传 动腔体1的固定连接，因此在分闸涡状弹簧15力的作用下，弹簧挂盘14将上限 位U型夹27中的夹子转轴33'逼出豁口y,使上限位U型夹27向远离弹簧挂 盘14的方向转动，弹簧挂盘14在解除约束后逆时针转动，由于弹簧挂盘14上 的挂钩20与驱动盘体13上的凸块22相干涉，因此弹簧挂盘14带动驱动盘体 13逆时针转动，通过驱动主轴17带动开关驱动盘体39逆时针转动，完成分闸 动作，此时，下限位U型夹28中的夹子转轴33再次落入豁口 x中，在合闸操作限位半轴30的干涉作用下，驱动盘体13被再次锁住，整个机构恢复到储能动作 之前的状态。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本 实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通 技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型 权利要求书确定的保护范围内。
权利要求1、一种开关操作机构，包括框架部分、传动部分、储能部分和控制部分，其特征在于所述框架部分包括顶部开口的传动腔体(1)，所述传动腔体(1)的顶部开口处装有传动腔体盖(2)，所述传动腔体(1)的底部连接有机构固定底板(3)，所述传动腔体盖(2)上设有操作面板(4)；所述传动部分包括驱动花轴(5)、三棘状盘(6)和显示驱动盘(7)，驱动花轴(5)的下端垂直穿过传动腔体盖(2)与三棘状盘(6)的中心固定连接，所述三棘状盘(6)包括均匀设置在同一平面的三个棘齿(9)，三棘状盘(6)下方设有显示驱动盘(7)，所述显示驱动盘(7)的一端垂直固定装有显示轴(10)，所述显示轴(10)的两端分别与传动腔体盖(2)和传动腔体(1)的底部连接，并可相对传动腔体(1)转动，显示驱动盘(7)上端面固定装有显示驱动轴销(11)，所述显示驱动轴销(11)上还套装有可转动的显示驱动盘转轴(12)，所述显示驱动盘转轴(12)可沿着棘齿(9)的侧面滑动，显示驱动盘(7)的边缘处还设有滑槽a；所述储能部分包括驱动盘体(13)、弹簧挂盘(14)、分、合闸涡状弹簧(15、16)，所述驱动盘体(13)的中心垂直固定连接有驱动主轴(17)，所述驱动主轴(17)的下端穿过传动腔体(1)的底部和机构固定底板(3)，并固定连接有开关驱动盘体(39)，驱动主轴(17)的上端部分为空心轴，所述驱动盘体(13)的边缘上设有滑槽b和豁口x，所述显示驱动盘(7)的下方设有弹簧挂盘(14)，所述驱动花轴(5)的下端穿过显示驱动盘(7)和弹簧挂盘(14)进入驱动主轴(17)的上端空心轴内，其与驱动主轴(17)可相对转动，所述弹簧挂盘(14)的上端面固定装有弹簧挂盘转动销(18)，所述弹簧挂盘转动销(18)上装有可转动的弹簧挂盘转轴(19)，所述弹簧挂盘转轴(19)与滑槽a相配合，并可沿着显示驱动盘(7)的边缘和滑槽a滑动，所述弹簧挂盘(14)的边缘上设有滑槽c、豁口y和向下的挂钩(20)，弹簧挂盘(14)的下端面靠近中心位置固定装有弹簧挂件(21)，所述分、合闸涡状弹簧(15、16)的内端分别与弹簧挂件(21)固定连接，分闸涡状弹簧(15)的外端与传动腔体(1)侧板固定连接，合闸涡状弹簧(16)的外端与驱动盘体(13)的外边缘向上的凸块(22)固定连接，所述凸块(22)与挂钩(20)相干涉，所述挂钩(20)可带动凸块(22)逆时针方向旋转，所述传动腔体盖(2)与传动腔体(1)底部之间还固定装有主弹簧限位轴(23)和限位装置，当驱动盘体(13)或弹簧挂盘(14)转动时，所述主弹簧限位轴(23)在滑槽b或滑槽c内滑动，当分、合闸涡状弹簧(15、16)随着弹簧挂盘(14)的旋转受力储能时，所述限位装置可固定弹簧挂盘(14)和驱动盘体(13)的位置，保持分、合闸涡状弹簧(15、16)处于储能状态；当驱动花轴(5)联动三棘状盘(6)转动时，所述棘齿(9)推动显示驱动盘转轴(12)向远离三棘状盘(6)中心的方向移动，所述显示驱动盘转轴(12)带动显示驱动盘(7)绕显示轴(10)转动，所述显示驱动盘(7)的滑槽a推动弹簧挂盘转轴(19)转动，所述弹簧挂盘转轴(19)带动弹簧挂盘(14)转动，所述控制部分包括固定在操作面板(4)上的分、合闸按钮(24、25)，所述分、合闸按钮(24、25)分别通过若干分、合闸传动件(40、41)与限位装置连接，并控制限位装置脱离对弹簧挂盘(14)或驱动盘体(13)的约束。
2、 根据权利要求1所述的开关操作机构，其特征在于所述限位装置包括 固定在传动腔体盖(2)与传动腔体(1)底部之间的限位簧U型夹转轴(26)， 上、下限位U型夹(27、 28)和分、合闸操作限位半轴(29、 30)，所述限位簧 U型夹转轴(26)与上、下限位U型夹(27、 28)铰接，限位簧U型夹转轴(26) 上还套装有扭力弹簧(31)，所述扭力弹簧(31)的两端分别与上、下限位U型 夹(27、 28)固定连接，所述上、下限位U型夹(27、 28)的U型槽内分别固 定装有夹子销(32， 32')，所述夹子销(32， 32')上还分别装有可转动的夹子 转轴(33， 33')，所述夹子转轴(33， 33')分别与豁口 x和豁口 y相配合，所 述分、合闸操作限位半轴(29、 30)穿过传动腔体盖(2)和传动腔体(1)底部 分别与上、下限位U型夹(27、 28)的自由端对应且相干涉，使上、下限位U 型夹(27、 28)的自由端不能向远离弹簧挂盘(14)和驱动盘体(13)的方向移 动，其相对传动腔体(1)可转动，分、合闸操作限位半轴(29、 30)在传动腔 体(1)内的部分沿轴向分别设有操作平面(34),当所述操作平面(34)与上、 下限位U型夹(27、 28)的自由端相对时，上、下限位U型夹(27、 28)的自 由端在扭力弹簧(31)的作用下沿着操作平面(34)向远离弹簧挂盘(14)和驱 动盘体(13)的方向移动。
3、 根据权利要求2所述的开关操作机构，其特征在于所述分、合闸操作 限位半轴(29、 30)的上端穿过传动腔体盖(2)分别与分、合闸传动件(40、 41)相连接，所述分、合闸按钮(24、 25)分别通过分、合闸传动件(40、 41) 控制分、合闸操作限位半轴(29、 30)转动。
4、 根据权利要求3所述的开关操作机构，其特征在于所述三棘状盘(6) 上端面还固定装有三棘驱动盘(35)，所述三棘驱动盘(35)的中心与驱动花轴(5)垂直固定连接。
5、 根据权利要求4所述的开关操作机构，其特征在于所述分、合闸操作 限位半轴(29、 30)位于传动腔体(1)内的上端设有与分、合闸操作限位半轴(29、 30)垂直的操作限位拨动销(36)，所述操作限位拨动销(36)与固定在 传动腔体盖(2)下端面的限位销(37)相干涉配合，用于限定分、合闸操作限 位半轴(29、 30)的转动范围。
6、 根据权利要求5所述的开关操作机构，其特征在于所述驱动花轴(5) 上端还固定装有操作花轴(8)。
7、 根据权利要求.6所述的开关操作机构，其特征在于所述分、合闸涡状 弹簧(15、 16)之间还设有传动腔隔板(38)。
专利摘要本实用新型开关操作机构涉及一种电气开关控制设备，其目的是为了提供一种体积小、制造成本低，并且能够达到电气开关操作要求的开关操作机构。本实用新型框架部分、传动部分、储能部分和控制部分，传动部分包括驱动花轴、三棘状盘和显示驱动盘；储能部分包括驱动盘体，弹簧挂盘，分、合闸涡状弹簧；控制部分包括分、合闸按钮和分、合闸传动件。本实用新型开关操作机构与现有技术不同之处在于本实用新型开关操作机构采用涡状弹簧作为操作机构的储能装置，由于涡状弹簧的体积小，使整个开关操作机构更加集中化，特别适合与小型断路器配套使用；本实用新型开关操作机构的传动件和框架主要是轴、销和钣金件，加工难度小、成本低。
文档编号H01H3/30GK201392741SQ20092010732
公开日2010年1月27日 申请日期2009年4月14日 优先权日2009年4月14日
发明者张焕粉, 樊京生 申请人:北京清畅电力技术股份有限公司