一种动触头卸力后变换无励磁分接开关的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种动触头卸力后变换无励磁分接开关，其主要包括：主轴、档位指示杆、屏蔽罩、齿轮系统、槽轮系统、触头支架、动触头系统、静触头系统、凸轮系统；所述动触头组的数量为1～3个。所述分接开关可为单相、2相、3相不同电流载荷的无励磁分接开关。本发明主要在于打破以往无励磁分接开关触头靠直接克服阻力死点而换挡的结构的定势思维，用一种全新的敢于突破的方式，巧妙的运用内槽轮机构占用空间小的优点，再利用齿轮机构与凸轮机构的完美配合，完全解决无励磁分接开关在正常工作状态下能够保证动触头与静触头的可靠接触、稳定，使分接开关在切换档位时能够轻松换挡。<b/>
【专利说明】一种动触头卸力后变换无励磁分接开关
【技术领域】
[0001]本发明属于无励磁分接开关领域，特别涉及一种动触头卸力后变换无励磁分接开关。
【背景技术】
[0002]现市场上的无励磁鼓型分接开关的动触头结构有三种:楔形动触头机构、滚动圆环式动触头机构、圆弧面(或者曲面)滑动式动触头机构。
[0003]楔形动触头机构已经应用多年，是上世纪80年代设计的产品，这种结构的明显不足在于换挡定位不简洁、操作者需转动换挡手柄使曲轴旋转370°后，再返转10°角入位下一档，又无手感，所以常使操作者换挡时心中无数；并且变换档位不能逆向回转，如出现过档需要回调时，只好朝同一方向继续旋转到所需的回调档位，所以操作不便；为了保证触头接触压力，增大动触头接触弹簧压力，从而也增大开关的转动力矩，特别是两相、三相或者大电流开关，转动力矩就更大了，足以损坏开关机构，所该结构做不了大电流开关和两相、三相开关。
[0004]纯滚动圆环动触头机构，这种结构因受结构而限制，动触头环做小、扭矩增大；动触头环做大、又将缩短与相邻触头间的绝缘距离，故而不能将动触头环做得太大，这就导致开关扭矩大，因此该结构的明显不足是开关扭矩大、圆环触头容易变形；再则这种结构触头接触时偏偏是弹簧力最小，而换挡时却是弹簧压力最大，这是做开关应该竭力避免的现象。
[0005]圆弧面(或者曲面)滑动式动触头机构，这种结构明显不足是，扭矩太大，这是因为结构限制，圆弧曲率小、扭矩增大，圆弧曲率大触头宽度就会增大、又将缩短与相邻触头间的绝缘距离，故而不能将动触头宽度做得太大；再则这种结构触头接触时偏偏是弹簧力最小，而换挡时却是弹簧压力最大，这也是做开关应该竭力避免的现象。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有无励磁形分接开关诸多技术缺陷，提供一种动触头卸荷后轻松换挡、触头最大压力时接触、转动力矩较小、定位可靠的卸荷型动触头无励形分接开关。
[0007]一种动触头卸力后变换无励磁分接开关，其主要包括:主轴、档位指示杆、屏蔽罩、齿轮系统、槽轮系统、触头支架、动触头系统、静触头系统、凸轮系统；
——主轴，用于给开关齿轮系统和凸轮系统提供转动力矩；
——档位指示杆，通过螺钉固定在主轴上，跟随主轴旋转、用于指示档位；
——屏蔽罩，套装在主轴上，用于均衡齿轮一和齿轮二的尖端电场分布，提高开关的绝缘性能；
-齿轮系统，包括齿轮一、转轴和齿轮二，用于分布两轴的旋转比为5:6,保证其各自的旋转角度，并且给槽轮系统传递动力；转轴与主轴平行设置，齿轮一套装并固定在转轴上，齿轮二套装在主轴上，齿轮一与齿轮二相互啮合； —槽轮系统，包括拨槽件、滚子、槽轮，滚子一与拨槽件固定连接；均位于槽轮的凹槽内；该系统的运行由拨槽件提供动力，带动滚子一旋转360°，滚子一拨动槽轮旋转60° ;其功能是接受齿轮系统360°的旋转角度、输出槽轮60°的旋转角度，供给触头支架60°的旋转角度，实现开关触头精确定位；
——触头支架，包括下支座、上支座和连接件，上支座通过螺钉与槽轮紧固连接；下支座一端通过轴承套装在转轴上；该触头支架与槽轮刚性连接，并跟随槽轮实现60° —个旋转；其功能是接受槽轮旋转60°的角度，并将其旋转位置角度传递给动触头系统，使动触头系统实现精确定位;
-动触头系统，包括支持件、动触头组、连接销组、弹簧组、垫片组；动触头组由5个动触头组成，重叠套装在连接销组上；连接销组由2颗连接销轴组成；垫片组由4个垫片组成，分别位于重叠的两个动触头之间；弹簧组的数量与动触头的数量相等，并一一对应与动触头自由接触，支持件与弹簧组相接触；
——静触头系统，包括静触头组和第一安装板、第二安装板、第三安装板；静触头组由6根静触头组成。第一安装板、第二安装板、第三安装板之间相互平行并套装固定在静触头组上；该系统构成整个开关装置的骨架，用于承载开关装置所有机构，并且与动触头系统共同实现开关装置的导通功能、换挡功能；
——凸轮系统，包括凸轮、转轴、短轴、滚子二；凸轮套装并固定在转轴上，同时与滚子二相接触；滚子二套装在短轴上，短轴与支持件固定连接；该凸轮系统的凸轮和转轴与主轴通过销刚性连接，并且凸轮和转轴跟随主轴I旋转，每换一档旋转300° ；
当分接开关工作状态时，所述动触头系统与槽轮刚性连接，槽轮的锁圆二与拨槽件的锁圆啮合，使槽轮在固定角度位置不能转动，从而保证动触头系统的精确定位；所述凸轮系统中凸轮的大头圆弧与滚子二接触，通过滚子二将所述动触头系统推至最大位置处，迫使动触头组与静触头死死接触，此时弹簧组压缩量最大，从而动触头组与静触头组得接触压力最大,保证其可靠接触；
当有载分接开关换挡时，齿轮二与齿轮一的传动比为5:6，当主轴旋转50°时，齿轮二和凸轮也旋转50°，齿轮一 4和拨槽件旋转60°，此时凸轮的大圆弧离开滚子二，所述动触头系统没有移动支撑而处于自由状态，弹簧卸荷；主轴继续旋转，凸轮的曲面一和曲面二逐步给所述动触头系统预留更多能移动的位置，而且拨槽件带动滚轴拨动槽轮旋转，此刻导轨槽摩擦力的分力作用在静触头组和动触头组的接触点上，清除静触头组和动触头组接触点上的接触异物；当主轴旋转到200°时，齿轮二和凸轮也旋转200°，齿轮一和拨槽件旋转240°，此时槽轮旋转了 60°，将所述动触头系统带着旋转60°，到达下一档的正确位置上，并且此刻槽轮的锁圆二与拨槽件的锁圆啮合，使槽轮在固定角度位置不能继续转动；当主轴旋转到300°时，齿轮二和凸轮也旋转300°，齿轮一和拨槽件旋转360°，齿轮一和拨槽件恢复到初始状态，凸轮的大头圆弧与滚子二接触再次，通过滚子二将所述动触头系统推至最大位置处，迫使动触头组与静触头组死死接触，此时弹簧组压缩量最大，恢复到初始状态，换挡结束，实现其轻松换挡。
[0008]所述动触头组的数量为I?3个。
[0009]所述分接开关可为单相、2相、3相不同电流载荷的无励磁分接开关。
[0010]本发明主要在于打破以往无励磁分接开关触头靠直接克服阻力死点而换挡的结构的定势思维，用一种全新的敢于突破的方式，巧妙的运用内槽轮机构暂用空间小的优点，再利用齿轮机构与凸轮机构的完美配合。完全解决无励磁分接开关的接触可靠稳定、触头档位精度到、换挡力矩小的性能要求并且能去除触头接触异物(例如:不导电的碳状物、变压油中的不导电其它物质等)，在正常工作状态下能够保证动触头与静触头的可靠接触、稳定(触头压力最大)、在分接开关在切换档位时能够轻松换挡(触头压力卸荷，转动力矩小)。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明分接开关的主剖视图；
图2为本发明分接开关的俯剖视图；
图3为图1中齿轮系统的结构不意图；
图4为图1中槽轮系统的结构示意图；
图5为图1中凸轮系统及其触头系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]本发明的目的是为解决无励磁分接开关的接触可靠、稳定，触头档位精度准确、换挡力矩小的性能要求，并且能去除触头接触异物(例如:不导电的碳状物、变压油中的不导电其它物质等)，以下就结合附图来进一步说明。
[0013]如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种动触头卸力后变换无励磁分接开关，包括主轴1、档位指示杆2、屏蔽罩3、齿轮系统、槽轮系统、触头支架、动触头系统、静触头系统、凸轮系统。
[0014]主轴1，用于给开关齿轮系统和凸轮系统提供转动力矩。
[0015]档位指示杆2，通过螺钉固定在主轴1上，跟随主轴1旋转、用于指示档位。
[0016]屏蔽罩3，套装在主轴1上，用于均衡齿轮4 一和齿轮二 26的尖端电场分布，提高开关的绝缘性能。
[0017]齿轮系统，包括齿轮一 4、转轴5和齿轮二 26,用于分布两轴的旋转比为5:6,保证其各自的旋转角度，并且给槽轮系统传递动力；转轴5与主轴1平行设置，齿轮一 4套装并固定在转轴5上，齿轮二 26套装在主轴1上，齿轮一 4与齿轮二 26相互啮合。
[0018]槽轮系统，包括拨槽件6、滚子一 7、槽轮8，滚子一 7与拨槽件6固定连接；均位于槽轮8的凹槽内。该系统的运行由拨槽件6提供动力，带动滚子一 7旋转360°，滚子一 7拨动槽轮8旋转60°。其功能是接受齿轮系统360°的旋转角度、输出槽轮60°的旋转角度，供给触头支架60°的旋转角度，实现开关触头精确定位；
触头支架，包括下支座17、连接件20、上支座25，上支座25通过螺钉与槽轮8紧固连接；下支座17 —端通过轴承套装在转轴19上；该触头支架与槽轮8刚性连接，并跟随槽轮8实现60° —个旋转。其功能是接受槽轮8旋转60°的角度，并将其旋转位置角度传递给动触头系统，使动触头系统实现精确定位；
动触头系统，包括、动触头组10、连接销组13、弹簧组14、垫片组15、支持件16 ;动触头组10由5个动触头组成，重叠套装在连接销组13上；连接销组13由2颗连接销轴组成。垫片组15由4个垫片组成，分别位于重叠的两个动触头之间。弹簧组14的数量与动触头的数量相等，并一一对应与动触头自由接触，支持件16与弹簧组14相接触。该动触头系统与触头支架靠导轨槽滑动连接，在触头支架的束缚之下与其实现60° —个旋转、并能够在触头支架内径向移动。其功能是开关在工作状态时与静触头9可靠接触，并且接触压力最大、接触位置精准，在开关换挡时与静触头9的接触压力被卸荷、只有导轨槽摩擦力的分力作用在静触头组9和动触头组10的接触点上，使开关能够轻松换挡并且还能清除静触头组9和动触头组10接触点上的接触异物(例如:不导电的碳状物、变压油中的不导电其它物质等);
静触头系统，包括静触头组9和第一安装板18、第二安装板23、第三安装板24。静触头组9由6根静触头组成。第一安装板18、第二安装板23、第三安装板24之间相互平行并套装固定在静触头组9上；该系统构成整个开关装置的骨架，用于承载开关装置所有机构，并且与动触头系统共同实现开关装置的导通功能、换挡功能，这是开关装置的最终目的。
[0019]凸轮系统，包括短轴11、滚子二 12、转轴19、凸轮21。凸轮21套装并固定在转轴19上，同时与滚子二 12相接触；滚子二 12套装在短轴11上，短轴11与支持件16固定连接。该凸轮系统的凸轮21和转轴19与主轴I通过销22刚性连接，并且凸轮21和转轴19跟随主轴I旋转，每换一档旋转300°。其功能是开关装置工作状态时凸轮21的大头圆弧29与滚子二 12接触、将动触头系统死死的顶死在工作位置，此时弹簧组14压力最大，并且压力完全作用在静触头组9和动触头组10的接触点上,从而保证静触头组9和动触头组10可靠接触；开关装置换挡时凸轮21的大头圆弧29与滚子二 12脱开，动触头系统在触头支架内跟随其旋转、并且滑动，此时弹簧组14的压力在静触头组9和动触头组10完全卸荷，实现其开关装置轻松换挡。
[0020]本发明的工作原理如下:
开关工作状态时，所述动触头系统与槽轮8刚性连接，槽轮8的锁圆二 28与拨槽件6的锁圆一 7啮合，使槽轮8在固定角度位置不能转动，从而保证动触头系统的精确定位。所述凸轮系统中凸轮21的大头圆弧29与滚子二 12接触，通过滚子二 12将所述动触头系统推至最大位置处，迫使动触头组10与静触头组9死死接触，此时弹簧组14压缩量最大，从而动触头组10与静触头组9得接触压力最大，保证其可靠接触；此时由于凸轮21大头圆弧29的弧线角为60°，故而从主轴I所接受的旋转精度在±30°内即可保证其触头可靠接触，并且±30°内槽轮8也不会动作，所以本发明所实施的开关安装误差、传动杆能就能很大，从而保证其运行更加可靠。
[0021]换挡过程，齿轮二 26与齿轮一 4的传动比为5:6，当主轴I旋转50°时，齿轮二 26和凸轮21也旋转50°，齿轮一 4和拨槽件6旋转60°，此时凸轮21的大圆弧29离开滚子二 12，所述动触头系统没有移动支撑而处于自由状态，弹簧卸荷；
接下来主轴I继续旋转，凸轮21的曲面一 30和曲面二 31逐步给所述动触头系统预留更多能移动的位置，而且拨槽件6带动滚轴7拨动槽轮8旋转，此刻导轨槽摩擦力的分力作用在静触头组9和动触头组10的接触点上，清除静触头组9和动触头组10接触点上的接触异物(例如:不导电的碳状物、变压油中的不导电其它物质等)。当主轴I旋转到200°时，齿轮二 26和凸轮21也旋转200°，齿轮一 4和拨槽件6旋转240°，此时槽轮旋转了 60°，将所述动触头系统带着旋转60°，到达下一档的正确位置上，并且此刻槽轮8的锁圆二 28与拨槽件6的锁圆一 7啮合，使槽轮8在固定角度位置不能继续转动；当主轴I旋转到300°时，齿轮二 26和凸轮21也旋转300°，齿轮一 4和拨槽件6旋转360°，齿轮一 4和拨槽件6恢复到初始状态，凸轮21的大头圆弧29与滚子二 12接触再次，通过滚子二 12将所述动触头系统推至最大位置处，迫使动触头组10与静触头组9死死接触，此时弹簧组14压缩量最大，恢复到初始状态，换挡结束，实现其轻松换挡。
[0022]上述实施例只是本发明的一种新型【具体实施方式】，仅用于说明本发明的实现。而本发明可通过加减动触头组10的数量从而实现不同电流载荷的无励磁分接开关，也可通过将上述实施例同时使用2个、3个而得到2相、3相不同电流载荷的无励磁分接开关。
【权利要求】
1.一种动触头卸力后变换无励磁分接开关，其特征在于:该分接开关主要包括:主轴(I)、档位指不杆(2)、屏蔽罩(3)、齿轮系统、槽轮系统、触头支架、动触头系统、静触头系统、凸轮系统； ——所述主轴(1)，用于给开关齿轮系统和凸轮系统提供转动力矩； ——所述档位指示杆(2)，通过螺钉固定在主轴(I)上，跟随主轴(I)旋转、用于指示档位； ——所述屏蔽罩(3 )，套装在主轴(I)上，用于均衡齿轮一(4 )和齿轮二( 26 )的尖端电场分布，提闻开关的绝缘性能； —所述齿轮系统，包括齿轮一(4)、转轴(5)和齿轮二(26)，用于保证两轴的旋转比为5:6，保证其各自的旋转角度，并且给槽轮系统传递动力；转轴(5)与主轴(I)平行设置，齿轮一(4)套装并固定在转轴(5)上，齿轮二(26)套装在主轴(I)上，齿轮一(4)与齿轮二(26)相互啮合； —所述槽轮系统，包括拨槽件(6)、滚子一(7)、槽轮(8);滚子一(7)与拨槽件(6)固定连接；均位于槽轮(8)的凹槽内；该系统的运行由拨槽件(6)提供动力，带动滚子一(7)旋转360°，滚子一(7)拨动槽轮(8)旋转60° ;其功能是接受齿轮系统360°的旋转角度、输出槽轮60°的旋转角度，供给触头支架60°的旋转角度，实现开关触头精确定位； ——所述触头支架，包括下支座(17)、连接件(20)和上支座(25)，上支座(25)通过螺钉与槽轮(8)紧固连接；下支座(17)—端通过轴承套装在转轴(19)上；该触头支架与槽轮(88刚性连接，并跟随槽轮(8)实现60° —个旋转；其功能是接受槽轮(8)旋转60°的角度，并将其旋转位置角度传递给动触头系统，使动触头系统实现精确定位；—所述动触头系统，包括、动触头组(10)、连接销组(13)、弹簧组(14)、垫片组(15)、支持件(16);动触头组(10)由5个动触头组成，重叠套装在连接销组(13)上；连接销组(13)由2颗连接销轴组成；垫片组(15)由4个垫片组成，分别位于重叠的两个动触头之间；弹簧组(14)的数量与动触头的数量相等,并--对应与动触头自由接触，支持件(16)与弹簧组(14)相接触； —所述静触头系统，包括静触头组(9)和第一安装板(18)、第二安装板(23)、第三安装板(24);静触头组(9)由6根静触头组成； 第一安装板(18)、第二安装板(23)、第三安装板(24)之间相互平行并套装固定在静触头组(9)上；该系统构成整个开关装置的骨架，用于承载开关装置所有机构，并且与动触头系统共同实现开关装置的导通功能、换挡功能；—所述凸轮系统，包括短轴(11)、滚子二(12)、转轴(19)、凸轮(21);凸轮(21)套装并固定在转轴(19)上，同时与滚子二(12)相接触；滚子二(12)套装在短轴(11)上，短轴(II)与支持件(16)固定连接；该凸轮系统的凸轮(21)和转轴(19)与主轴(I)通过销(22)刚性连接，并且凸轮(21)和转轴(19)跟随主轴(I)旋转，每换一档旋转300° ； 当分接开关工作状态时，所述动触头系统与槽轮(8)刚性连接，槽轮(8)8的锁圆二(28)与拨槽件(6)的锁圆一(27)啮合，使槽轮(8)在固定角度位置不能转动，从而保证动触头系统的精确定位；所述凸轮系统中凸轮(21)的大头圆弧(29)与滚子二(12)接触，通过滚子二(12)将所述动触头系统推至最大位置处，迫使动触头组(10)与静触头组(9)死死接触，此时弹簧组(14)压缩量最大，从而动触头组(10)与静触头组(9)得接触压力最大，保证其可靠接触； 当有载分接开关换挡时，齿轮二(26)与齿轮一(4)的传动比为5:6，当主轴(I)旋转50°时，齿轮二(26)和凸轮(21)也旋转50°，齿轮一(4)和拨槽件(6)旋转60°，此时凸轮(21)的大圆弧(29)离开滚子二(12)，所述动触头系统没有移动支撑而处于自由状态，弹簧卸荷；主轴(I)继续旋转，凸轮(21)的曲面一(30)和曲面二(31)逐步给所述动触头系统预留更多能移动的位置，而且拨槽件(6)带动滚轴(7)拨动槽轮(8)旋转，此刻导轨槽摩擦力的分力作用在静触头组(9)和动触头组(10)的接触点上,清除静触头组(9)和动触头组(10)接触点上的接触异物；当主轴(I)旋转到200°时，齿轮二(26)和凸轮(21)也旋转200°，齿轮一(4)和拨槽件(6)旋转240°，此时槽轮旋转了 60°，将所述动触头系统带着旋转60°，到达下一档的正确位置上，并且此刻槽轮(8)的锁圆二(28)与拨槽件(6)的锁圆一(27)啮合，使槽轮(8)在固定角度位置不能继续转动；当主轴(I)旋转到300°时，齿轮二(26)和凸轮(21)也旋转300°，齿轮一(4)和拨槽件(6)旋转360°，齿轮一(4)和拨槽件(6)恢复到初始状态，凸轮(21)的大头圆弧(29)与滚子二(12)接触再次，通过滚子二(12)将所述动触头系统推至最大位置处，迫使动触头组(10)与静触头组(9)死死接触，此时弹簧组(14)压缩量最大，恢复到初始状态，换挡结束，实现其轻松换挡。
2.根据权利要求1所述动触头卸力后变换无励磁分接开关，其特征在于:所述动触头组(10)的数量为I?3个。
3.根据权利要求1或2所述动触头卸力后变换无励磁分接开关，其特征在于:所述分接开关可为单相、2相、3相不同电流载荷的无励磁分接开关。
【文档编号】H01H1/56GK104465155SQ201410774030
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】吴选霞, 王建坤, 陶波, 杨波, 谭任斌, 谢雅琪, 刘艳丽, 王述波, 宋焘, 谭永禄 申请人:贵州长征电气有限公司