CN103065881A - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

一种电路断路器，属于低压电器技术领域。包括外壳、手柄旋钮、中间连杆、由机械连接以及动触头构成的动触头组件、静触头和脱扣指示装置，手柄旋钮设置在外壳上，且对应手柄旋钮分别指示接通位置与分断位置，中间连杆连接于手柄旋钮与动触头组件之间，动触头组件设在外壳上，机械连接在电气故障时由脱扣机构致动而断开，使动触头与静触头分离，脱扣指示装置通过手柄旋钮的中间位置指示脱扣状态，特点：脱扣指示装置包括掣子、回转件和复位件，掣子构成于手柄旋钮上，回转件设置在外壳上，且与掣子相配合，复位件设在外壳上，且与回转件相接触提供回复力。优点：能够保障机械连接的可靠性；保证断路器的绝缘强度；结构简单，制作方便。

Description

电路断路器

技术领域

本发明属于低压电器技术领域，具体涉及一种电路断路器。

背景技术

如业界所知之理，作为电气保护设备的小型断路器，其手柄旋钮是构成四连杆机构的部件之一而参与操作的，在电路常态下，通过启动手柄旋钮实现断路器的动触头与静触头的接通与分断，而在电路过载或短路故障时，通过电路断路器的脱扣机构致动操作机构，使操作机构中的机械连接断开，藉以触发断路器的自由脱扣动作。小型断路器通常不具有脱扣位置指示功能，手柄旋钮仅可以指示断路器的接通与分断，因而需额外附加的装置才能满足断路器脱扣位置指示功能要求。

专利号DE4122268公开的断路器操作机构能满足上述断路器脱扣位置指示功能要求，其是通过脱扣解锁件与增设于壳体上的挡突的限位实现断路器脱扣位置指示的，即由壳体上的挡突对脱扣解锁件限位，进而由脱扣解锁件对中间连杆限位，使手柄旋钮维持在脱扣位置。断路器从脱扣状态转换至再扣状态时（具体可参见该专利的图1至图3），驱动断路器的手柄旋钮，由中间连杆将手柄旋钮的动作传递给脱扣解锁件和触头支撑件，中间连杆的端部作用于脱扣解锁件，欲使脱扣解锁件向逆时针方向转动，而由壳体上的挡突对脱扣解锁件限位，使脱扣解锁件处于静止状态。同时，中间连杆的端部作用于触头支撑件的表面，使触头支撑件作顺时针转动，当中间连杆的端部与触头支撑件的作用点过拐点，则触头支撑件便停止顺时针转动，而当中间连杆的端部作用于触头支撑件的另一表面时，则使触头支撑件向逆时针转动，从而使触头支撑件向断路器脱扣时所在的位置回复，由触头支撑件的上述动作带动动触头动作，断路器处于再扣（分闸）状态。

上述专利方案存在以下两处欠缺：一是中间连杆与脱扣解锁件及触头支撑件之间的配合精度难以持久保持，存在误动作及接触稳定性渐渐下降的情形，因为在断路器从脱扣位置转换到再扣位置的过程中，由于外壳上的挡突的存在，限制了脱扣解锁件的逆时针转动，从而使中间连杆的端部与脱扣解锁件之间存在严重的摩擦，并且，在断路器从再扣状态转换至合闸状态，再由合闸状态转换到脱扣状态时，中间连杆的端部均与触头支撑件相作用，出现磨损；二是影响断路器的绝缘强度，因为在断路器从脱扣位置向再扣位置转换的过程中，触头支撑件会顺时针转动一定角度后回复，并且带动动触头转动一定角度后回复，从而使动静触头之间的开距会产生一个减小后回复的过程，降低断路器的绝缘强度。

专利号EP0352679提供的断路器操作机构是通过中间连杆与附加挡块的硬限位实现中间位置指示，由于在再扣复位过程中，中间连杆与挡块之间会产生较为严重的摩擦，因此该专利同样存在前述的DE4122268的欠缺。

中国发明专利申请授权公告号CN1174456C推荐了一种如图9所示的电气保护设备的操纵器及配有该操纵器的电路断路器，该专利方案是将脱扣指示装置依靠安装在手柄旋钮上的掣子13与设置在动触头支撑件上的挡块14相配合，藉以使断路器自动脱扣时使手柄旋钮保持在中间位置，在断路器再扣过程中，需驱动手柄旋钮使掣子13强行顶开挡块14后继续驱动操作手柄到达再扣位置。该专利方案存在以下三点缺憾：其一，由于动触头支撑件承受断路器主弹簧的作用，因此在再扣过程中掣子13和挡块14的接触力较大，因两者的材料均为塑料，反复作用引起磨蚀（磨损），一旦磨蚀超过了一定的程度，那么中间位置指示功能便丧失；其二，由于掣子13与手柄旋钮不是一体成型件，因此为了实现手柄旋钮与掣子的良好配合，在该两个部件上均设置了相应的细节特征如齿15、挡块16、挡块17、挡块18、支承表面20，挡块17成型在掣子13上、其他成型在手柄旋钮上，该专利将手柄旋钮定义为把手5的第一部5a，掣子13在专利中定义为把手5的第二部5b，第三部5c为手柄安装到手柄旋钮的安装部，从而增加了掣子及手柄旋钮的制作难度，尤其是增加了动作匹配造成的误差风险；其三，在掣子强行顶开挡块的过程中，使动触头支撑件带动动触头向静触头方向转动一定角度，当掣子越过挡块后，由于动触头支撑件受到断路器主弹簧的作用，带动动触头向远离静触头方向回复，因此，动静触头之间的开距出现了一个减小后回复的过程，于是造成断路器绝缘强度的降低。

鉴于上述已有技术，有必要加以改进，为此，本申请人作了有益的探索与尝试，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于显著降低零部件磨损而藉以确保机械连接的可靠性、有利于使断路器在再扣过程中避免对动触头产生影响以致造成动静触头之间的开距量减小而藉以保障断路器绝缘强度、有益于简化结构而藉以方便制造的电路断路器。

本发明的任务是这样来完成的，一种电路断路器，包括外壳、手柄旋钮、中间连杆、由机械连接以及动触头构成的动触头组件、静触头和用于在所述机械连接断开而导致自动脱扣后将手柄旋钮保持在中间位置的脱扣指示装置，手柄旋钮枢转设置在外壳上，通过对手柄旋钮的枢转操作使动触头动作而与静触头闭合或打开，并且对应手柄旋钮分别指示接通位置与分断位置，中间连杆连接于手柄旋钮与动触头组件之间，动触头组件设在外壳上，所述机械连接在电气故障时由电路断路器的脱扣机构致动而断开，使动触头与静触头分离，所述脱扣指示装置通过手柄旋钮的中间位置指示电路断路器的脱扣状态，其特征在于：所述的脱扣指示装置包括掣子、回转件和复位件，掣子构成于所述的手柄旋钮上，回转件枢轴设置在所述外壳上，并且与掣子相配合，复位件设在外壳上，并且与回转件相接触提供回复力。

本发明所述的掣子具有第一曲面和第二曲面，所述的回转件具有第一配合面和第二配合面，当所述的机械连接断开而导致自动脱扣后藉由所述第一曲面与所述第二配合面的彼此配合而将所述手柄旋钮保持在中间位置，当电路断路器再扣复位或分闸过程中，所述第一曲面与所述第二配合面彼此接触配合，在电路断路器合闸过程中，所述第二曲面与所述第一配合面接触配合。

本发明所述的外壳上具有一回转件枢置轴和一挡销轴，所述的回转件的一端枢轴设置在回转件枢置轴上，另一端构成为自由端并且与所述的掣子相配合，所述的复位件为扭簧，该扭簧的中部套置在回转件枢置轴上，扭簧的一个扭簧脚抵靠在所述的挡销轴上，而另一个扭簧脚则钩置在回转件上。

本发明所述的外壳上具有一回转件枢置轴，所述的回转件的一端枢轴设置在回转件枢置轴上，另一端构成为自由端并且与所述的掣子相配合，所述的复位件为拉簧，该拉簧的一端固定在外壳上，另一端固定在回转件上。

本发明提供的技术方案由于对电路断路器的操作机构的脱扣指示装置的结构作了改进，使掣子与回转件的接触力减小并且柔和，可显著降低两者之间的磨蚀，从而能够保障机械连接的可靠性；由于将回转件单独枢轴设置于外壳上，与机械连接分开，因此可以避免断路器在再扣过程中对动触头产生影响并且以致造成动静触头之间的开距量减小情形的发生，保证断路器的绝缘强度；由于变已有技术中将回转件直接构成于动触头组件上为单独枢置于外壳上，因此不仅结构更趋简单，而且制作方便。

附图说明

图1为本发明电路断路器的脱扣指示装置的示意图。

图2为本发明电路断路器的实施例结构暨操作机构处于合闸状态的示意图。

图3为本发明电路断路器的实施例结构暨操作机构处于分闸状态的示意图。

图4为本发明电路断路器的实施例结构暨操作机构处于脱扣状态的示意图。

图5为本发明电路断路器的再扣操作过程的示意图。

图6为本发明电路断路器的合闸操作过程的示意图。

图7为本发明电路断路器的分闸操作过程的示意图。

图8为本发明电路断路器的分解示意图。

图9为已有技术中的电路断路器的操作机构的结构图。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

请见图1至图8，依据公知的技术，电路断路器的操作机构用于控制电路断路器的动触头组件4的动触头42与静触头5的打开与闭合。在本发明方案中，提供的电路断路器包括：外壳1、手柄旋钮2、中间连杆3、由机械连接41以及动触头42构成的动触头组件4、静触头5和脱扣指示装置6，手柄旋钮2通过中心轴21（也可称枢转轴）转动地设置在外壳1上，通过对手柄旋钮2的操作可实现动触头组件4的动触头42动作，使动触头42与静触头5（图2-7示）闭合或打开，并且对应手柄旋钮2分别指示接通位置on（图2示）与分断位置off（图3示），中间连杆3连接在手柄旋钮2与动触头组件4之间，也就是说，中间连杆3将手柄旋钮2与动触头组件4连接，通过对手柄旋钮2的枢转操作，经中间连杆3而实现动触头组件4枢转动作，从而执行电路常态下的断路器的接通与分断，在接通状态和分断状态，则如前述，手柄旋钮2的位置分别处于对应的指示位置，即接通位置on和分断位置off。前述的机械连接41设在外壳1上，该机械连接41在电气故障（如过载或短路）时由电路断路器的脱扣机构致动断开，使动触头42与静触头5分离，在此状态下，由脱扣指示装置6通过手柄旋钮2的中间位置trip（图4示）指示电路断路器的脱扣状态。前述的静触头5设在外壳1上，与动触头42相对应。前述的脱扣机构为磁脱扣器或热脱扣器，属公知技术，图中未示出。

如图8，前述的动触头组件4的机械连接41包括动触头支撑件411、锁扣件412和解锁件413，动触头支撑件411通过轴4111枢设在外壳1上，锁扣件412与动触头支撑件411通过轴4112枢转连接，解锁件413与动触头支撑件411通过轴4113枢转连接。前述的动触头组件4的动触头42通过轴421枢设在外壳1上，动触头42与动触头支撑件411之间具有触头弹簧192，由触头弹簧192提供电路断路器接通状态的接触压力。动触头支撑件411与外壳1之间设置有主弹簧191，由主弹簧191提供断路器分断过程中主要能量。前述的中间连杆3与锁扣件412铰接连接，锁扣件412的第一搭扣部4121与解锁件413的第二搭扣部4131搭扣使机械连接41实现连接，反之，锁扣件412与解锁件413分离而使机械连接41断开。动触头支撑件411、动触头42并不局限于上述枢转方式，动触头支撑件411和动触头42两者可通过同一根轴枢设在壳体上；另外，也可将动触头42枢设在动触头支撑件411上，再将已经枢设有动触头42的动触头支撑件411通过另外的轴枢设到壳体上。

前述的脱扣指示装置6包括掣子61、回转件62和用于使回转件62复位的复位件63，掣子61直接构成于手柄旋钮2上，掣子61位于手柄旋钮2上且与手柄安装部22（图1示）相对应的一端，回转件62枢轴设置在外壳1上，并且与掣子61相配合，复位件63设在外壳1上并且与回转件62相配合。由图1-7所示，在外壳1上延伸固定有一回转件枢置轴11和一挡销轴12，回转件62的一端（也可称基部）转动地套置在回转件枢置轴11上，而回转件62的另一端构成为自由端，与掣子61相配合，复位件63是一个弹性件，在本实施例中，复位件63采用扭簧，将扭簧的中部套设于回转件枢置轴11上，将扭簧的一个扭簧脚抵靠在挡销轴12上，而将扭簧的另一个扭簧脚钩挂在回转件62上。优选的方案，在回转件枢置轴11上开设一卡簧槽，卡簧槽内卡入扭簧。具体是：当回转件62及由扭簧充任的复位件63套置于回转件枢置轴11上后，再将扭簧设置到卡簧槽内，从而可避免回转件62及复位件63逃逸于回转件枢置轴11。当然，也可使用拉簧充担即充当复位件63，提供复位力，当使用拉簧时，那么将拉簧的一端固定在外壳1上，而另一端与回转件62连接（固定）。毫无疑问，前述的挡销轴12的实质作用是供回转件62倚靠，使回转件62处于稳定状态。

前述的掣子61具有第一曲面611和第二曲面612，而前述的回转件62具有第一配合面621和第二配合面622，当前述的机械连接41断开即当前述的锁扣件412与解锁件413分离而导致自动脱扣后，则第一曲面611与第二配合面622彼此配合，从而将手柄旋钮2保持在中部位置（trip位置），当电路断路器再扣复位或分闸过程中，第一曲面611与第二配合面622接触配合；在断路器合闸过程中，第二曲面612与第一配合面621接触配合。

申请人描述电路常态下的电路断路器的接通与分断操作过程，机械连接41处于连接状态，即锁扣件412与解锁件413搭接，因此操作机构表现为四连杆的结构形式，传动链（传动关系）为手柄旋钮2、中部连接3、动触头组件4。当电气故障例如过载或短路时，电路断路器通过一脱扣机构致动而断开，脱扣机构即为图中未示出的热或磁脱扣单元，热脱扣单元或磁脱扣单元根据故障类型致动解锁件413动作，使锁扣件412与解锁件413的搭扣破坏，机构连接41被断开，操作机构由前述的四连杆的结构表现形式演变为五连杆机构的结构形式，于是，断路器可不受手柄旋钮2的操纵自由脱扣，使动、静触头42、5分离。

断路器的脱扣指示装置6是这样工作的，在动触头组件4的机械连接41断开而导致自动脱扣后在手柄旋钮2的打开过程，通过掣子61与回转件62的干涉限位，将手柄旋钮2保持在中间位置。动、静触头42、5接触闭合电路导通，一旦出现电路异常比如说过载或者短路，在脱扣机构致动下操作机构的解锁件413与锁扣件412的搭扣闭锁被破坏，机械连接41断开，断路器执行自由脱扣动作，动触头组件4在主弹簧191的作用下独立于操作机构的其他零部件动作，使动触头42远离静触头5，而手柄旋钮2在手柄旋钮2与外壳1之间的回复弹簧（未示出）的作用下指向分断位置，在手柄旋钮2的枢转路径上，掣子61上的第一曲面611与回转件62上的第二配合面622接触配合，从而限制了手柄旋钮2指向分断位置off的动作而将其保持在中间位置指示脱扣状态（trip）。

如图2和图4所示，图2为断路器合闸接通状态结构示意，图4为断路器脱扣状态结构示意。断路器处于合闸接通状态，当电路异常出现过载或者短路故障，解锁件413受脱扣机构（未示出）致动绕轴枢转，解锁件413与锁扣件412的搭扣稳定状态被破坏，机构系统变为五连杆机构自由脱扣动作，动触头系统组件4在主弹簧191与触头弹簧192共同释能的作用下快速分断动作。对应的手柄旋钮2由于机械连接41断开，只受其与外壳1之间的回复弹簧作用下向指向打开分断位置（off）的方向动作，在动作过程中，设在手柄旋钮2上的掣子61的第一曲面611与回转件62的第二配合面602接触配合作用，将手柄旋钮2限制在中间位置。由于脱扣动作过程中，手柄旋钮2的运动主要受其回复弹簧的驱动，而该回复弹簧力范围一般不会很大，因此，可以降低对复位件63作用力的要求。

如图4和图5所示，图4为脱扣状态的结构示意图，图5为再扣操作过程的结构示意图。驱动手柄旋钮2动作从脱扣位置（trip）指向分断位置（off），在此作用过程，动触头组件4处于打开状态。再扣复位过程，驱动手柄旋钮2动作仅需要克服与回转件62相配合的复位件63的作用力，与动触头组件4无关，不会造成绝缘开距的减小。具体的操作过程为，掣子61的第一曲面611与回转件62的第二配合面622接触，接触压力的作用方向具有使回转件62在图中顺时针方向运动趋势，随着手柄旋钮2的动作，掣子61顶开回转件62的限制实现再扣复位，随后，回转件62在复位弹簧63的作用下回到初始位置，与外壳1上的限位件11接触保持稳定。再扣复位状态，也就是断路器的分断状态，手柄旋钮2回复到分断指示位置，锁扣件412与解锁件413重新搭扣，先前断开的机械连接41复位，由此，断路器可以执行合闸操作（如图3所示）。

如图2和图6所示，图2为合闸状态的结构示意图，图6为合闸操作过程的结构示意图。合闸操作过程，驱动手柄旋钮2从分断位置（off）指向接通位置（on），此过程，构成于手柄旋钮2上掣子61需要推开回转件62的限制，具体的操作过程为，掣子61的第二曲面612与回转件62的第一配合面621接触，接触压力的作用方向具有使回转件62在图中顺时针方向运动趋势，从而顶开回转件62的限制完成合闸操作，回转件62在复位件63的作用下回到初始位置，与外壳1上的挡销轴12接触保持稳定。

如图3和图7所示，图3为分闸状态的结构示意图，图7为分闸操作过程的结构示意图。分闸操作过程，驱动手柄旋钮2从接通位置（on）指向分断位置（off），此过程，构成于手柄旋钮2上掣子61需要推开回转件62的限制，具体的操作过程为，掣子61的第一曲面611与回转件62的第二配合面622接触，接触压力的作用方向具有使回转件62在图中顺时针方向运动趋势，从而顶开回转件62的限制完成分闸操作，回转件62在复位件63的作用下回到初始位置，与外壳1的特征造型11接触保持稳定。

本发明的操作机构可以应用于单极或者多极断路器，完成电路常态下的接通与分断操作，也可以实现过载或者短路故障时的自动脱扣分断操作。

综上所述，本发明在手柄旋钮2上构成掣子61，在外壳1上枢设回转件62，且由复位件63与回转件62相配合，在电路断路器自由脱扣时，掣子61与回转件62相配合，掣子61上的第一曲面611与回转件62上的第二配合面622接触配合，从而限制了手柄旋钮2指向分断位置的动作而将其保持在中间位置指示脱扣状态。

回转件62作为独立的部分通过复位件63和挡销轴12与外壳1枢转连接并保持稳定，结构简单；在再扣复位过程中，手柄旋钮2仅需克服复位件63的力顶开回转件62，因此复位件63的阀值只需根据手柄旋钮2内部的回复弹簧进行配置，同时，手柄旋钮2与回转件62之间的作用力不大，可以有效降低零件磨损的风险，并且，在再扣复位过程中，动触头组件4与脱扣位置指示无关，不会受影响造成开距量的减少引起绝缘强度的下降，不会受影响引起机械连接41的可靠性下降。

Claims (4)

1.一种电路断路器，包括外壳(1)、手柄旋钮(2)、中间连杆(3)、由机械连接(41)以及动触头(42)构成的动触头组件(4)、静触头(5)和用于在所述机械连接(41)断开而导致自动脱扣后将手柄旋钮(2)保持在中间位置的脱扣指示装置(6)，手柄旋钮(2)枢转设置在外壳(1)上，通过对手柄旋钮(2)的枢转操作使动触头(42)动作而与静触头(5)闭合或打开，并且对应手柄旋钮(2)分别指示接通位置与分断位置，中间连杆(3)连接于手柄旋钮(2)与动触头组件(4)之间，动触头组件(4)设在外壳(1)上，所述机械连接(41)在电气故障时由电路断路器的脱扣机构致动而断开，使动触头(42)与静触头(5)分离，所述脱扣指示装置(6)通过手柄旋钮(2)的中间位置指示电路断路器的脱扣状态，其特征在于：所述的脱扣指示装置(6)包括掣子(61)、回转件(62)和复位件(63)，掣子(61)构成于所述的手柄旋钮(2)上，回转件(62)枢轴设置在所述外壳(1)上，并且与掣子(61)相配合，复位件(63)设在外壳(1)上，并且与回转件(62)相接触提供回复力。

2.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于所述的掣子(61)具有第一曲面(611)和第二曲面(612)，所述的回转件(62)具有第一配合面(621)和第二配合面(622)，当所述的机械连接(41)断开而导致自动脱扣后藉由所述第一曲面(611)与所述第二配合面(622)的彼此配合而将所述手柄旋钮(2)保持在中间位置，当电路断路器再扣复位或分闸过程中，所述第一曲面(611)与所述第二配合面(622)彼此接触配合，在电路断路器合闸过程中，所述第二曲面(612)与所述第一配合面(621)接触配合。

3.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于所述的外壳(1)上具有一回转件枢置轴(11)和一挡销轴(12)，所述的回转件(62)的一端枢轴设置在回转件枢置轴(11)上，另一端构成为自由端并且与所述的掣子(61)相配合，所述的复位件(63)为扭簧，该扭簧的中部套置在回转件枢置轴(11)上，扭簧的一个扭簧脚抵靠在所述的挡销轴(12)上，而另一个扭簧脚则钩置在回转件(62)上。

4.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于所述的外壳(1)上具有一回转件枢置轴(11)，所述的回转件(62)的一端枢轴设置在回转件枢置轴(11)上，另一端构成为自由端并且与所述的掣子(61)相配合，所述的复位件(63)为拉簧，该拉簧的一端固定在外壳(1)上，另一端固定在回转件(62)上。

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