CN107845550B - 一种断路器和牵引杆的脱扣复位结构 - Google Patents

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Abstract

一种牵引杆的脱扣复位结构，包括支架和安装于支架上的牵引杆，安装于支架和牵引杆上的为牵引杆提供弹力的弹性复位元件，所述牵引杆枢转连接在支架上，牵引杆上设有与弹性复位元件相应的牵引杆变力结构，弹性复位元件上设有与牵引杆变力结构相应的弹性变力结构；所述牵引杆变力结构和弹性变力结构在牵引杆脱扣和复位时接触配合分别形成第一受力结构和第二受力结构，且第二受力结构形成时弹性复位元件至牵引杆的枢转转动中心的复位力臂大于第一受力结构形成时弹性复位元件至牵引杆的枢转转动中心的脱扣力臂。

Description

一种断路器和牵引杆的脱扣复位结构
技术领域
本发明涉及低压电器领域，特别涉及一种断路器的牵引杆的脱扣复位结构。
背景技术
脱扣结构是机械式断路器执行脱扣动作分断故障电流的核心结构。其主要由安装在支架上的跳扣、锁扣和牵引杆组成。其中，牵引杆脱扣动作后复位所需的动力，通常由扭簧提供。扭簧力太小，牵引杆动作困难，复位不可靠；扭簧力太大，推动牵引杆实施脱扣动作所需的脱扣力又会增大，导致分断性能下降。
传统的扭簧配合结构，牵引杆脱扣和复位是一个力单调变化的过程，或者逐步递减，或者逐步递增。这造成要么复位力小，复位不可靠，要么脱扣力大，难以脱扣。两者无法兼顾。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单紧凑，脱扣复位性能稳定的断路器和牵引杆的脱扣复位结构。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种牵引杆的脱扣复位结构，包括支架1和安装于支架1上的牵引杆2，安装于支架1和牵引杆2上的为牵引杆2提供弹力的弹性复位元件3，所述牵引杆2枢转连接在支架1上，牵引杆2上设有与弹性复位元件3相应的牵引杆变力结构，弹性复位元件3上设有与牵引杆变力结构相应的弹性变力结构；所述牵引杆变力结构和弹性变力结构在牵引杆2脱扣和复位时接触配合分别形成第一受力结构A和第二受力结构B，且第二受力结构B形成时弹性复位元件3至牵引杆2的枢转转动中心的复位力臂大于第一受力结构A形成时弹性复位元件3至牵引杆2的枢转转动中心的脱扣力臂。
进一步，所述第一受力结构A至牵引杆2的枢转转动中心的距离大于第二受力结构B至牵引杆2的枢转转动中心的距离，牵引杆变力结构包括过渡平面a和过渡平面两侧的尖端b，弹性变力结构为与两个尖端配合的光滑面c，脱扣复位过程中，光滑面c和两个尖端b分别形成第一受力结构A和第二受力结构B。
进一步，所述弹性变力结构包括过渡平面a和过渡平面a两侧的尖端b，牵引杆变力结构为与两个尖端b配合的光滑面c，脱扣复位过程中，光滑面c和两个尖端b分别形成第一受力结构A和第二受力结构B。
进一步，所述光滑面c为与两个尖端接触配合的一个平面或者分别与两个尖端b接触配合的两个平面。
进一步，所述弹性复位元件3为扭簧32，扭簧32的一个端臂321伸向牵引杆变力结构的上方且与牵引杆2限位配合，端臂32的端部朝向牵引杆变力结构弯折形成的平直段3211，平直段3211的一侧形成光滑面c；所述牵引杆2与支架1枢转连接一端设有与平直段3211接触配合的第一限位凸台21，第一限位凸台21的顶部设为平面形成过渡平面a，过渡平面a的两侧设有与平直段3211的一侧配合的两个尖端b。
进一步，所述弹性复位元件3为扭簧32，扭簧32的一个端臂321伸向牵引杆变力结构的上方且与牵引杆2限位配合，端臂321的端部设有U形弯折结构3212，U形弯折结构3212底部平直部分形成过渡平面a，U形弯折结构3212的两个角部形成两个尖端b，所述光滑面c为牵引杆2与支架1枢转连接一端设置的向内凹的分别与两个尖端b接触配合的两个平面。
进一步，所述弹性复位元件3包括拉簧33和与拉簧33连接的联动杆34，联动杆34枢转连接在支架1上，拉簧33的一端与支架1连接，另一端与联动杆34的一端连接，联动杆34的另一端伸向牵引杆变力结构的上方且与牵引杆2限位配合；联动杆34的另一端朝向牵引杆变力结构凸出设有第二限位凸台341，第二限位凸台341的顶部为平面形成过渡平面a，第二限位凸台341的顶部的两侧形成两个尖端b，所述光滑面c为牵引杆2与支架1枢转连接一端设置的向内凹的分别与两个尖端b接触配合的两个平面。
进一步，形成第一受力结构A的尖端b的高度小于形成第二受力结构B的尖端b的高度。
进一步，所述扭簧32包括中部的圆形固定结构322和圆形固定结构322向两侧延伸的两条端臂321，一条端臂321与牵引杆2限位配合，另一条端臂321与支架1限位固定；支架1上分别设有第一固定柱101和第二固定柱102与另一条端臂321固定配合，另一条端臂321弹性形变地安装于第一固定柱101和第二固定柱102之间。
进一步，所述联动杆34的中部枢转连接在支架1上，联动杆34包括第一联动臂342和第二联动臂343，第二限位凸台341设于第二联动臂343的端部，第一联动臂342的端部凸出设有固定凸柱3421与拉簧33的一端固定连接，支架1上设有第三固定柱103与拉簧33的另一端固定连接。
一种断路器，包括上述的牵引杆的脱扣复位结构。
本发明通过设置两个受力结构，调整弹性复位元件的作用力方向和作用点，使得牵引杆的在整个脱扣运动过程中，脱扣前，扭簧对牵引杆的作用力臂小，脱扣力轻；脱扣后，扭簧对牵引杆的作用力臂迅速变大，获取所需的较大的复位力，通过设置在牵引杆和支架上设置牵引杆变力结构和弹性复位元件使得牵引杆受到弹性复位元件的大小不同的作用力，较小的脱扣弹力和较大的复位弹力，使得牵引杆脱扣和复位稳定可靠。本发明通过在牵引杆变力结构和弹性变力结构设置过渡平面，使得牵引杆可以在脱扣弹力和复位弹力之间快速过渡，通过光滑面和两个尖端分别形成第一受力结构和第二受力结构，以获得脱扣弹力轻，复位弹力大的技术效果。需要注意的是，脱扣位置应当设计在扭矩发生跳变前，即在形成第二受力结构前。
附图说明
图1是本发明第一实施例牵引杆脱扣状态的示意图；
图2是本发明第一实施例牵引杆复位状态的示意图；
图3是本发明第二实施例牵引杆脱扣状态的示意图；
图4是本发明第二实施例牵引杆复位状态的示意图；
图5是本发明第三实施例牵引杆脱扣状态的示意图；
图6是本发明第三实施例牵引杆复位状态的示意图；
图7是牵引杆在转动过程中所受扭簧扭矩随牵引杆转角变化的示意图。
具体实施方式
以下结合附图1至7给出的实施例，进一步说明本发明的牵引杆的脱扣复位结构的具体实施方式。本发明的牵引杆的脱扣复位结构不限于以下实施例的描述。
本发明以断路器为例说明断路器内部的牵引杆的脱扣复位结构的具体实施方式。
如图1-7所示，本发明牵引杆的脱扣复位结构，包括支架1和安装于支架1上的牵引杆2，安装于支架1和牵引杆2上的为牵引杆2提供弹力的弹性复位元件3，所述牵引杆2枢转连接在支架1上，牵引杆2上设有与弹性复位元件3相应的牵引杆变力结构，弹性复位元件3上设有与牵引杆变力结构相应的弹性变力结构；所述牵引杆变力结构和弹性变力结构在牵引杆2脱扣和复位时接触配合分别形成第一受力结构A和第二受力结构B，且第二受力结构B形成时复位时弹性复位元件3至牵引杆2的枢转转动中心的复位力臂大于第一受力结构A形成时弹性复位元件3至牵引杆2的枢转转动中心的脱扣力臂。本发明通过设置两个受力结构，调整弹性复位元件的作用力方向和作用点，使得牵引杆的在整个脱扣运动过程中，脱扣前，扭簧对牵引杆的作用力臂小，脱扣力轻；脱扣后，扭簧对牵引杆的作用力臂迅速变大，获取所需的较大的复位力，通过设置在牵引杆和支架上设置牵引杆变力结构和弹性复位元件使得牵引杆受到弹性复位元件的大小不同的作用力，较小的脱扣弹力和较大的复位弹力，使得牵引杆脱扣和复位稳定可靠。
如图1-6所示，第一受力结构A至牵引杆2和支架1的枢转转动中心的距离大于第二受力结构B至牵引杆2和支架1的枢转转动中心的距离。本发明通过设置两个受力结构，调整弹性复位元件的作用力方向和作用点，使得牵引杆的在整个脱扣运动过程中，脱扣前，扭簧对牵引杆的作用力臂小，脱扣力轻；脱扣后，扭簧对牵引杆的作用力臂迅速变大，获取所需的较大的复位力。显然，牵引杆变力结构和弹性变力结构之间也可以有是三个受力结构或者更多个，鉴于牵引杆和弹性复位元件的工作空间和自身结构限制，两个受力结构为实现稳定脱扣复位的最优实施例。
如图1-2所示，所述牵引杆变力结构包括过渡平面a和过渡平面两侧的尖端b，弹性变力结构为与两个尖端配合的光滑面c，脱扣复位过程中，光滑面c和两个尖端b分别形成第一受力结构A和第二受力结构B。
如图3-6所示，所述弹性变力结构包括过渡平面a和过渡平面a两侧的尖端b，牵引杆变力结构为与两个尖端b配合的光滑面c，脱扣复位过程中，光滑面c和两个尖端b分别形成第一受力结构A和第二受力结构B。
特别地，光滑面c为与两个尖端接触配合的一个平面或者分别与两个尖端b接触配合的两个平面。尖端b的端部可以设置为点状或者圆弧面状，光滑面c可以为平面或者圆弧面等等，因此，尖端b与光滑面的配合可以为点与面的配合，也可以为面与面的配合。本发明通过在牵引杆变力结构和弹性变力结构设置过渡平面，使得牵引杆可以在脱扣弹力和复位弹力之间快速过渡，通过光滑面c和两个尖端分别形成第一受力结构和第二受力结构，以获得脱扣弹力轻，复位弹力大的技术效果。需要注意的是，脱扣位置应当设计在扭矩发生跳变前，即在形成第二受力结构前。
下面给出牵引杆的脱扣复位结构的三种不同的实施例：
支架1包括两个侧板及连接两个侧板的横向结构。两侧板可以是一体成型的板金件，也可以是两独立板金件，通过铆接或螺栓等连接形成一体。两个侧板间距足够使需要配合工作的弹性复位元件3和牵引杆2安装于两个侧板之间。以扭簧32为例，扭簧32可以通过枢转轴枢转安装于支架1上，支架1上设有相应的枢转孔，或者支架上设置枢转轴与扭簧32安装固定，牵引杆可以通过枢转轴枢转连接在支架1的安装孔内，或者牵引杆通过安装孔枢转连接在支架1的枢转轴上。枢转轴可以为单独的转轴结构(图中未示出)。
如图1-2所示，牵引杆的脱扣复位结构，所述弹性复位元件3为扭簧32，扭簧32的一个端臂321伸向牵引杆变力结构的上方且与牵引杆2限位配合，端臂32的端部朝向牵引杆变力结构弯折形成的平直段3211，平直段3211的一侧形成光滑面c；所述牵引杆2与支架1枢转连接一端设有与平直段3211接触配合的第一限位凸台21，第一限位凸台21的顶部设为平面形成过渡平面a，过渡平面a的两侧设有与平直段3211的一侧配合的两个尖端b。
如图3-4所示，所述弹性复位元件3为扭簧32，扭簧32的一个端臂321伸向牵引杆变力结构的上方且与牵引杆2限位配合，端臂321的端部设有U形弯折结构3212，U形弯折结构3212底部平直部分形成过渡平面a，U形弯折结构3212的两个角部形成两个尖端b，所述光滑面c为牵引杆2与支架1枢转连接一端设置的向内凹的分别与两个尖端b接触配合的两个平面。
此外，如图1-4所示，弹性复位元件3采用扭簧32设计。扭簧32包括中部的圆形固定结构322和圆形固定结构322向两侧延伸的两条端臂321，一条端臂321与牵引杆2限位配合，另一条端臂321与支架1限位固定；支架1上分别设有第一固定柱101和第二固定柱102与另一条端臂321固定配合，另一条端臂321弹性形变地安装于第一固定柱101和第二固定柱102之间。支架1通过设置凸出的第一固定柱101和第二固定柱102与扭簧的另一端臂321固定配合，结构稳固可靠。也可以在支架上设置固定孔对另一端臂321固定。
如图5-6所示，所述弹性复位元件3包括拉簧33和与拉簧33连接的联动杆34，联动杆34枢转连接在支架1上，拉簧33的一端与支架1连接，另一端与联动杆34的一端连接，联动杆34的另一端伸向牵引杆变力结构的上方且与牵引杆2限位配合；联动杆34的另一端朝向牵引杆变力结构凸出设有第二限位凸台341，第二限位凸台341的顶部为平面形成过渡平面a，第二限位凸台341的顶部的两侧形成两个尖端b，所述光滑面c为牵引杆2与支架1枢转连接一端设置的向内凹的分别与两个尖端b接触配合的两个平面。
如图5-6所示，具体地，所述联动杆34的中部枢转连接在支架1上，联动杆34包括第一联动臂342和第二联动臂343，第二限位凸台341设于第二联动臂343的端部，第一联动臂342的端部凸出设有固定凸柱3421与拉簧33的一端固定连接，支架1上设有第三固定柱103与拉簧33的另一端固定连接。
此外，如图1-6所示，形成第一受力结构A的尖端b的高度小于形成第二受力结构B的尖端b的高度。增大复位弹力的力臂，以获得更大的复位弹力，且更加快速的完成从脱扣弹力到复位弹力的转变。
上述实施例，执行元件推动牵引杆2进行脱扣动作时，牵引杆变力结构和弹性变力结构接触配合形成第一受力结构A，弹性复位元件3至牵引杆转动中心的作用力臂(脱扣弹力臂)保持在牵引杆安装轴半径的0.5-1倍，确保形成的脱扣力矩足够小，牵引杆进行运动一定行程完成脱扣动作后，牵引杆变力结构和弹性变力结构接触配合形成第二受力结构B，使得弹性复位元件3至牵引杆转动中心的作用力臂(复位弹力臂)快速增大到牵引杆安装轴半径的2倍以上，以获得较大的复位力。
如图7所示，牵引杆2在转动过程中，所受扭簧扭矩随牵引杆转角变化的示意图。牵引杆在转动的前半段行程，受到扭簧的扭矩(脱扣力矩)较小，脱扣力轻；后半段行程，受到扭簧的扭矩(复位力矩)较大，复位力大。脱扣位置设计在扭矩发生跳变前。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种牵引杆的脱扣复位结构，包括支架(1)和安装于支架(1)上的牵引杆(2)，安装于支架(1)和牵引杆(2)上的为牵引杆(2)提供弹力的弹性复位元件(3)，其特征在于：所述牵引杆(2)枢转连接在支架(1)上，牵引杆(2)上设有与弹性复位元件(3)相应的牵引杆变力结构，弹性复位元件(3)上设有与牵引杆变力结构相应的弹性变力结构；所述牵引杆变力结构和弹性变力结构在牵引杆(2)脱扣和复位时接触配合分别形成第一受力结构(A)和第二受力结构(B)，且第二受力结构(B)形成时弹性复位元件(3)至牵引杆(2)的枢转转动中心的复位力臂大于第一受力结构(A)形成时弹性复位元件(3)至牵引杆(2)的枢转转动中心的脱扣力臂。
2.根据权利要求1所述的牵引杆的脱扣复位结构，其特征在于：所述第一受力结构(A)至牵引杆(2)的枢转转动中心的距离大于第二受力结构(B)至牵引杆(2)的枢转转动中心的距离，牵引杆变力结构包括过渡平面(a)和过渡平面两侧的尖端(b)，弹性变力结构为与两个尖端配合的光滑面(c)，脱扣复位过程中，光滑面(c)和两个尖端(b)分别形成第一受力结构(A)和第二受力结构(B)。
3.根据权利要求1所述的牵引杆的脱扣复位结构，其特征在于：所述弹性变力结构包括过渡平面(a)和过渡平面(a)两侧的尖端(b)，牵引杆变力结构为与两个尖端(b)配合的光滑面(c)，脱扣复位过程中，光滑面(c)和两个尖端(b)分别形成第一受力结构(A)和第二受力结构(B)。
4.根据权利要求2或3所述的牵引杆的脱扣复位结构，其特征在于：所述光滑面(c)为与两个尖端接触配合的一个平面或者分别与两个尖端(b)接触配合的两个平面。
5.根据权利要求2所述的牵引杆的脱扣复位结构，其特征在于：所述弹性复位元件(3)为扭簧(32)，扭簧(32)的一个端臂(321)伸向牵引杆变力结构的上方且与牵引杆(2)限位配合，端臂(321 )的端部朝向牵引杆变力结构弯折形成的平直段(3211)，平直段(3211)的一侧形成光滑面(c)；所述牵引杆(2)与支架(1)枢转连接一端设有与平直段(3211)接触配合的第一限位凸台(21)，第一限位凸台(21)的顶部设为平面形成过渡平面(a)，过渡平面(a)的两侧设有与平直段(3211)的一侧配合的两个尖端(b)。
6.根据权利要求3所述的牵引杆的脱扣复位结构，其特征在于：所述弹性复位元件(3)为扭簧(32)，扭簧(32)的一个端臂(321)伸向牵引杆变力结构的上方且与牵引杆(2)限位配合，端臂(321)的端部设有U形弯折结构(3212)，U形弯折结构(3212)底部平直部分形成过渡平面(a)，U形弯折结构(3212)的两个角部形成两个尖端(b)，所述光滑面(c)为牵引杆(2)与支架(1)枢转连接一端设置的向内凹的分别与两个尖端(b)接触配合的两个平面。
7.根据权利要求3所述的牵引杆的脱扣复位结构，其特征在于：所述弹性复位元件(3)包括拉簧(33)和与拉簧(33)连接的联动杆(34)，联动杆(34)枢转连接在支架(1)上，拉簧(33)的一端与支架(1)连接，另一端与联动杆(34)的一端连接，联动杆(34)的另一端伸向牵引杆变力结构的上方且与牵引杆(2)限位配合；联动杆(34)的另一端朝向牵引杆变力结构凸出设有第二限位凸台(341)，第二限位凸台(341)的顶部为平面形成过渡平面(a)，第二限位凸台(341)的顶部的两侧形成两个尖端(b)，所述光滑面(c)为牵引杆(2)与支架(1)枢转连接一端设置的向内凹的分别与两个尖端(b)接触配合的两个平面。
8.根据权利要求5或6或7所述的牵引杆的脱扣复位结构，其特征在于：形成第一受力结构(A)的尖端(b)的高度小于形成第二受力结构(B)的尖端(b)的高度。
9.根据权利要求5或6所述的牵引杆的脱扣复位结构，其特征在于：所述扭簧(32)包括中部的圆形固定结构(322)和圆形固定结构(322)向两侧延伸的两条端臂(321)，一条端臂(321)与牵引杆(2)限位配合，另一条端臂(321)与支架(1)限位固定；支架(1)上分别设有第一固定柱(101)和第二固定柱(102)与另一条端臂(321)固定配合，另一条端臂(321)弹性形变地安装于第一固定柱(101)和第二固定柱(102)之间。
10.根据权利要求7所述的牵引杆的脱扣复位结构，其特征在于：所述联动杆(34)的中部枢转连接在支架(1)上，联动杆(34)包括第一联动臂(342)和第二联动臂(343)，第二限位凸台(341)设于第二联动臂(343)的端部，第一联动臂(342)的端部凸出设有固定凸柱(3421)与拉簧(33)的一端固定连接，支架(1)上设有第三固定柱(103)与拉簧(33)的另一端固定连接。
11.一种断路器，其特征在于：包括权利要求1-10任一所述的牵引杆的脱扣复位结构。
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