CN102024632A - 低压断路器的触头系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种断路器的触头系统，其中第一活动轴为中空的管体，第一和第二弹簧与第一活动轴配合的连接端各自形成转动支承轴，第一活动轴的两端分别套入转动支承轴构成铰接连接，该第一活动轴与主体的第一凸轮状表面构成滚动摩擦配合。本发明因活动轴与第一和第二弹簧之间为铰接连接，活动轴是可以沿转动支承轴转动的，动触头动作时，活动轴与之不是硬性地摩擦，而是滚动摩擦，接触力很小，大大缩短滚动时间，即缩短了动触头斥开的时间，同时由于不存在磨损问题，活动轴的使用寿命得到延长，必然提高整个触头系统的使用寿命。

Description

低压断路器的触头系统
技术领域
本发明涉及一种断路器的触头系统。
背景技术
现有的断路器正常工作时，动触头上的接触面与静触头连接；当电路发生短路时，由于电流方向相反，在接触面上产生排斥力，使动触头与静触头分离，同时该排斥力比较大，动触头并没有停留在分离位置，而可能会重新跳向静触头，发生重燃，导致用电器烧坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可靠性更高、结构更紧凑的断路器的触头系统，当动触头与静触头分离后，可阻止动触头重新跳向静触头，避免发生重燃，保护用电器。
为实现上述目的，本发明采用一种断路器的触头系统，包括至少一个静触头、1个动触头和动触点支承座，其中动触头包括至少一个第一动触片，在该第一动触片的前端部形成第一接触面，该接触面通过动触头的转动相对于静触头可连接或分离，在该第一动触片的外表面形成至少一个第一凸轮状表面；动触点支承座的外圆周上形成用于设置所述第一动触片的支座，使第一动触片固定在支座上并向外伸出，至少一个第一和一个第二弹簧布置在动触点支承座上，其中一个第一固定轴设置在动触点支承座上，另一个第一活动轴布置在相对于第一固定轴相对的侧面上并贴邻第一动触片上的第一凸轮状表面设置，该第一活动轴相对动触点支承座和动触头可进行移动，第一和第二弹簧各自的两端分别固定在第一固定轴和第一活动轴上构成弹性机构，该第一活动轴与主体的第一凸轮状表面相互作用，第一动触头的接触面与静触头连接，第一活动轴与第一凸轮状表面紧贴设置的第一工作位，动触头的接触面与静触头分离，第一活动轴沿主体上的第一凸轮状表面滑动并将第一动触片固定的第二工作位，上述第一活动轴为中空的管体，第一和第二弹簧与第一活动轴配合的连接端各自形成转动支承轴，第一活动轴的两端分别套入转动支承轴构成铰接连接，该第一活动轴与主体的第一凸轮状表面构成滚动摩擦配合。
本发明在现有技术的基础上进行了改进，当通过电路的电流超过了限定额度，动触头与静触头分离后，动触头受到排斥力往上斥开，活动轴就沿着第一凸轮状表面构成滚动并将第一动触片固定住。同时本发明将第一活动轴设计成中空的管体，第一和第二弹簧与第一活动轴配合的连接端各自形成转动支承轴，第一活动轴的两端分别套入转动支承轴构成铰接连接，该第一活动轴与主体的第一凸轮状表面构成滚动摩擦配合，活动轴与第一和第二弹簧之间为铰接连接，活动轴是可以沿转动支承轴转动的，动触头动作时，活动轴与之不是硬性地摩擦，而是滚动摩擦，接触力很小，大大缩短滚动时间，即缩短了动触头斥开的时间，同时由于不存在磨损问题，活动轴的使用寿命得到延长，必然提高整个触头系统的使用寿命。
为了保护了弹簧，本发明进一步设置为动触点支承座上相对第一和第二弹簧布置位置分别形成弹簧固定腔，弹簧固定腔的大小和形状与第一和第二弹簧的大小和形状相适配，通过弹簧固定腔将第一和第二弹簧与动触头构成电隔绝。通过注塑在动触点支承座上形成弹簧固定腔，在装配时将弹簧完全容纳在弹簧固定腔中，在动触头与弹簧之间有弹簧固定腔的壁体进行隔绝，电弧无法跳到弹簧上，弹簧不易烧坏。而且动触点支承座这样一体化结构便于制造且易于安装弹簧。
为了增强动触头的导电性能，本发明进一步设置为动触头由4片形状和体积相同的导电片并排贴邻设置而成。动触头在相同体积的情况下，依靠4片导电片增大表面积，使动触头能通过更多的电流，导电性能提高。导电片的数量为4片是发明人根据实验数据得出的最合理的结构。
从产品的生产工艺考虑，本发明进一步设置为第一弹簧上的转动支承轴和第二弹簧上的转动支承轴之间存在间距。在生产过程中，将第一弹簧和第二弹簧的一端均拉伸成转动支承轴，从活动轴的两端插入构成铰接连接，制造工艺简单，方便。但如果该转动支承轴是连贯的话，就必须先将活动轴套入转动支承轴，然后再将两端的第一弹簧和第二弹簧加工出来，工艺繁琐，成本必然增加。
针对双触点的断路器，本发明再进一步设置为断路器的触头系统包括一个第二静触头，与一个相应的端子电连接，用于连接到一个电路；动触头包括第二动触片，该第二动触片从主体伸出，相对于动触头的转动轴线与上述第一动触片对称设置，第二接触面相对设置在第二动触片上，该第二接触面通过动触头的转动相对于第二静触头可连接或分离，一个第二凸轮状表面设置在主体上，相对于相对于动触头的转动轴线与第一凸轮状表面对称设置，至少一个第三和一个第四弹簧布置在动触点支承座上，其中一个第二固定轴设置在动触点支承座上，另一个第二活动轴布置在相对于第二固定轴相对的侧面上并贴邻主体上的第二凸轮状表面设置，该第二活动轴相对动触点支承座和动触头可进行移动，第三和第四弹簧各自的两端分别固定在第二固定轴和第二活动轴上构成弹性机构，第二活动轴为中空的管体，第三和第四弹簧与第一活动轴配合的连接端各自形成转动支承轴，第二活动轴的两端分别套入转动支承轴构成铰接连接，该第二活动轴与主体的第二凸轮状表面构成滚动摩擦配合。
从产品设计制造角度考虑，本发明进一步设置为在在每个导电片的两侧连接面上分别形成凸块和对应的凹槽，相邻两片导电片之间构成卡接配合。利用凸块和凹槽实现在狭小的导电片上的结构布局，并以此保证导电片与导电片之间的连接可靠。
从产品设计制造角度考虑，本发明进一步设置为在每个导电片的两侧连接面上分别形成2个圆形的凸块和对应的2个圆形的凹槽。圆形的凸块和圆形的凹槽既可以保证导电片与导电片之间的连接可靠，又便于拆卸。
附图说明
图1是本发明实施例主视图。
图2是本发明实施例俯视图。
图3是本发明实施例内部结构示意图。
图4是本发明实施例连接状态结构示意图。
图5是本发明实施例斥开时状态结构示意图。
图6是本发明实施例动触片被活动轴锁紧在断开位置结构示意图。
图7是本发明实施例正面放置立体图。
图8是本发明实施例反向放置立体图。
图9是本发明实施例内部结构示意立体图。
图10是图9的F部放大图。
图11是本发明实施例弹簧与活动轴滚动配合示意图。
图12是本发明实施例动触片与活动轴滚动配合示意图1。
图13是本发明实施例动触片与活动轴滚动配合示意图2。
图14是本发明实施例导电片立体图。
图15是本发明实施例导电片主视图。
图16是本发明实施例4片导电片配合示意图。
图17是图5的A部放大图。
具体实施方式
如图1-17所示，本发明的具体实施例是一种双触点的断路器的触头系统，包括2个静触头1、1个动触头2和动触点支承座3，其中2个静触头1分别与相应的进、出端子电连接，用于连接到一个电路；动触头2包括一个主体21，一个第一动触片22和另一个第二动触片23从主体21的前后两侧伸出，第二动触片23相对于动触头2的转动轴线与上述第一动触片22对称设置，在第一动触片22和第二动触片23的前端部均形成接触面24，该接触面24通过动触头2的转动相对于静触头1可连接或分离，在主体21的外表面形成对应第一动触片22和第二动触片23分别形成第一凸轮状表面221和第二凸轮状231表面，第二凸轮状表面231相对于相对于动触头2的转动轴线与第一凸轮状表面221对称设置，该第一凸轮状表面221和第二凸轮状231表面是在第一动触片22和第二动触片23的表面隆起的小山状，其中靠近动触头2上的第一动触片22一侧，即右边形成山峰状的拐点22a，具有很大落差，而在拐点22a的另一端，即左边则形成连续2个小山谷22b。动触点支承座3的外圆周上形成用于设置所述主体21的支座25，使主体21上的第一动触片22和第二动触片23从支座25向外伸出，在动触点支承座3上相对第一动触片22和第二动触片23的两侧分别形成弹簧固定腔31，弹簧固定腔31的大小和形状与弹簧c的大小和形状相适配，第一、第二、第三和第四弹簧(c1、c2、c3、c4)分别布置在弹簧固定腔31内，其中第一固定轴a1和第二固定轴a2设置在动触点支承座3的底部，第一活动轴b1和第二活动轴b2布置在相对于第一固定轴a1和第二固定轴a2相对的侧面上并贴邻主体21上的第一凸轮状表面221和第二凸轮状表面231设置，这两个活动轴(b1、b2)相对动触点支承座3和动触头2可进行移动，四个弹簧(c1、c2、c3、c4)各自的两端分别固定在2个固定轴(a1、a2)和2个活动轴(b1、b2)上构成弹性机构，2个活动轴(b1、b2)为中空的管体，4个弹簧(c1、c2、c3、c4)与对应活动轴(b1、b2)配合的连接端各自形成转动支承轴41，2个活动轴(b1、b2)的两端分别套入转动支承轴c5构成铰接连接，第一弹簧c1上的转动支承轴c5和第二弹簧c2上的转动支承轴c5之间存在间距d，第三弹簧c3上的转动支承轴c5和第四弹簧c4上的转动支承轴c5之间存在间距，该第一活动轴b1与主体21的第一凸轮状表面221构成滚动摩擦配合，第二活动轴b2与主体21的第二凸轮状表面231构成滚动摩擦配合。本实施例的触头系统——如果动触头2的接触面24与静触头1连接，2个活动轴(b1、b2)与主体21上的对应凸轮状表面(221、231)紧贴设置的第一工作位，动触头2的接触面24与静触头1分离，2个活动轴(b1、b2)沿主体21上的对应凸轮状表面(221、231)滚动并将2个动触片(22、23)固定的第二工作位。且动触头2由4片导电片d1贴邻设置而成，在每个导电片d1的两侧连接面上分别形成2个圆形的凸块d11和对应的2个圆形的凹槽d12，在相邻两片导电片d1的通过凸块d11和对应的凹槽d12构成卡接配合。
上述实施例仅针对附图1-11中表现的触头系统作出一个说明，绝非限制本发明的范围，本发明的这种解决方法可以用于一个具有任何数量动触头的触头系统。
上述实施例中的每个导电片d1的两侧连接面上分别形成2个圆形的凸块d11和对应的2个圆形的凹槽d12，是最佳的实施方式，其实凸块d11和对应的凹槽d12的形状和数量是可以根据需求变化的。
如图5所示，本发明实施例的动触头2从静触头1斥开时的状态，动触头2的两端继续受到电流斥力的影响继续向上和向下摆动，远离静触头1。这时候第一活动轴b1与第二活动轴b2分别沿着第一凸轮状表面221和第二凸轮状231表面滚动。如图7所示，第一活动轴b1朝拐点22a的右侧运动。如图6所示，第一活动轴b1通过拐点22a落到了22a的右下端将动触片锁紧在断开位置。

Claims (10)

1.一种断路器的触头系统，包括至少一个静触头、至少一个动触头和动触点支承座，其中每个动触头包括至少一个第一动触片，在该第一动触片的前端部形成第一接触面，该接触面通过动触头的转动相对于静触头可连接或分离，在该第一动触片的外表面形成至少一个第一凸轮状表面；动触点支承座的外圆周上形成用于设置所述第一动触片的支座，使第一动触片固定在支座上并向外伸出，至少一个第一和一个第二弹簧布置在动触点支承座上，其中一个第一固定轴设置在动触点支承座上，另一个第一活动轴布置在相对于第一固定轴相对的侧面上并贴邻第一动触片上的第一凸轮状表面设置，该第一活动轴相对动触点支承座和动触头可进行移动，第一和第二弹簧各自的两端分别固定在第一固定轴和第一活动轴上构成弹性机构，该第一活动轴与主体的第一凸轮状表面相互作用，第一动触头的接触面与静触头连接，第一活动轴与第一凸轮状表面紧贴设置的第一工作位，动触头的接触面与静触头分离，第一活动轴沿主体上的第一凸轮状表面滑动并将第一动触片固定的第二工作位，上述第一活动轴为中空的管体，第一和第二弹簧与第一活动轴配合的连接端各自形成转动支承轴，第一活动轴的两端分别套入转动支承轴构成铰接连接，该第一活动轴与主体的第一凸轮状表面构成滚动摩擦配合。
2.根据权利要求1所述的断路器的触头系统，其特征在于：所述动触点支承座上相对第一和第二弹簧布置位置分别形成弹簧固定腔，弹簧固定腔的大小和形状与第一和第二弹簧的大小和形状相适配，通过弹簧固定腔将第一和第二弹簧与动触头之间隔绝电弧。
3.根据权利要求1或2所述的断路器的触头系统，其特征在于：所述动触头由4片形状和体积相同的导电片并排贴邻设置而成。
4.根据权利要求1或2所述的断路器的触头系统，其特征在于：所述第一弹簧上的转动支承轴和第二弹簧上的转动支承轴之间存在间距。
5.根据权利要求3所述的断路器的触头系统，其特征在于：所述第一弹簧上的转动支承轴和第二弹簧上的转动支承轴之间存在间距。
6.根据权利要求1或2所述的断路器的触头系统，其特征在于：所述断路器的触头系统包括一个第二静触头，与一个相应的端子电连接，用于连接到一个电路；动触头包括第二动触片，该第二动触片从主体伸出，相对于动触头的转动轴线与上述第一动触片对称设置，第二接触面相对设置在第二动触片上，该第二接触面通过动触头的转动相对于第二静触头可连接或分离，一个第二凸轮状表面设置在主体上，相对于相对于动触头的转动轴线与第一凸轮状表面对称设置，至少一个第三和一个第四弹簧布置在动触点支承座上，其中一个第二固定轴设置在动触点支承座上，另一个第二活动轴布置在相对于第二固定轴相对的侧面上并贴邻主体上的第二凸轮状表面设置，该第二活动轴相对动触点支承座和动触头可进行移动，第三和第四弹簧各自的两端分别固定在第二固定轴和第二活动轴上构成弹性机构，第二活动轴为中空的管体，第三和第四弹簧与第一活动轴配合的连接端各自形成转动支承轴，第二活动轴的两端分别套入转动支承轴构成铰接连接，该第二活动轴与主体的第二凸轮状表面构成滚动摩擦配合。
7.根据权利要求3所述的断路器的触头系统，其特征在于：所述断路器的触头系统包括一个第二静触头，与一个相应的端子电连接，用于连接到一个电路；动触头包括第二动触片，该第二动触片从主体伸出，相对于动触头的转动轴线与上述第一动触片对称设置，第二接触面相对设置在第二动触片上，该第二接触面通过动触头的转动相对于第二静触头可连接或分离，一个第二凸轮状表面设置在主体上，相对于相对于动触头的转动轴线与第一凸轮状表面对称设置，至少一个第三和一个第四弹簧布置在动触点支承座上，其中一个第二固定轴设置在动触点支承座上，另一个第二活动轴布置在相对于第二固定轴相对的侧面上并贴邻主体上的第二凸轮状表面设置，该第二活动轴相对动触点支承座和动触头可进行移动，第三和第四弹簧各自的两端分别固定在第二固定轴和第二活动轴上构成弹性机构，第二活动轴为中空的管体，第三和第四弹簧与第一活动轴配合的连接端各自形成转动支承轴，第二活动轴的两端分别套入转动支承轴构成铰接连接，该第二活动轴与主体的第二凸轮状表面构成滚动摩擦配合。
8.根据权利要求3所述的断路器的触头系统，其特征在于：所述在每个导电片的两侧连接面上分别形成凸块和对应的凹槽，相邻两片导电片之间构成卡接配合。
9.根据权利要求5所述的断路器的触头系统，其特征在于：所述在每个导电片的两侧连接面上分别形成凸块和对应的凹槽，相邻两片导电片之间构成卡接配合。
10.根据权利要求8或9所述的断路器的触头系统，其特征在于：所述在每个导电片的两侧连接面上分别形成2个圆形的凸块和对应的2个圆形的凹槽。
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