CN108091500A - 双断点触桥的压力自平衡结构 - Google Patents

Abstract

双断点触桥的压力自平衡结构包括转子支架、触桥、以及两个弹性件，触桥的两端设有呈中心对称的两个触头，触桥2的中部通过支轴枢转安装在转子支架上，转子支架与触桥之间导向槽，且导向槽的长度大于支轴的外径；触桥的中部上下两侧设有呈中心对称的两个调节部，分别与两个弹性件相配合，弹性件的两端分别作用在转子支架和调节部上；触头用于与静触头接触的接触面与导向槽的长度方向之间具有夹角β，60°≤夹角β≤120°；弹性件施加在调节部上的作用力方向与导向槽的长度方向之间具有夹角γ，60°≤夹角γ≤120°。本发明提供一种结构简单、且保障两断点接触可靠的双断点触桥的压力自平衡结构。

Description

双断点触桥的压力自平衡结构

技术领域

本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种双断点触桥的压力自平衡结构。

背景技术

双断点触头结构，因相比于传统单断点触头结构，具有更好的分断故障电流的能力，成为当今低压断路器产品的一个重要技术发展方向。当代新型的高分断塑壳断路器大都采用双断点触头结构。不同于传统的单断点低压断路器，采用双断点触头结构的断路器，容易因加工或装配误差、或者触头表面机械或电作用造成的磨损(包括动触点的磨损或静触点的磨损)，而出现其中一个断点接触不良的情况，严重影响产品的接通可靠性和电气寿命。为了克服该技术问题，双断点触头结构须具备以下特征：能提供产品所需的触头压力；能提供产品所需的触头开距和超程；加工或装配误差、或者触头表面机械或电作用造成的磨损后，动触头具备一定的位置调整量，确保两断点同时接通。

现有的双断点触头结构，一般通过设有弹簧起到弹性固定触桥的作用，并提供给触桥的触头压力，也存在设有腰型孔实现触桥超程，但是不存在装配偏差和触头磨损后触桥实现自我平衡调节的结构，从而难以确保两断点同时可靠接通并具有足够大的触头压力。这严重影响了产品的接通可靠性和电气寿命，造成安全隐患。现有技术通常存在一种技术偏见，认为在触头闭合时，弹簧应增加作用在闭合方向的作用力，以提供足够的触头压力，提供产品所需的触头开距和超程。现有技术中存在的一种双断点触头结构，利用双断点触头上的弹簧实现触头自回弹，分断时在过死点位置后弹簧提供向分闸位置的作用力使触头自动复位，以防止触头重新闭合；闭合时在过死点位置后弹簧提供向合闸位置的作用力使触头朝闭合方向推迫，提供产品所需的触头开距和超程，这种结构也需要在闭合时加大向闭合方向的作用力，这种结构使得触头磨损后，双断点触头难以自调节以保持接触。

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、装配精度要求低、调节灵活可靠且保障两断点接触可靠的双断点触桥的压力自平衡结构。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种双断点触桥的压力自平衡结构，包括转子支架1、枢转安装在转子支架1上的触桥2、以及设置在转子支架1与触桥2之间的两个弹性件3，所述触桥2的左右两端设有呈中心对称的两个触头20，触桥2的中部通过支轴4枢转安装在转子支架1上，所述转子支架1与触桥2之间设有用于导向和限位支轴4的导向槽5，且导向槽5的长度大于支轴4的外径，使得支轴4在导向槽5内沿导向槽5的长度方向有可移动的自由度；并且，所述触桥2的中部上下两侧设有呈中心对称的两个调节部21，分别与两个弹性件3相配合，所述弹性件3的两端分别作用在转子支架1和触桥2的调节部21上；

所述触头20用于与静触头接触的接触面与所述导向槽5的长度方向之间具有夹角β，60°≤夹角β≤120°；所述弹性件3施加在调节部21上的作用力方向与所述导向槽5的长度方向之间具有夹角γ，60°≤夹角γ≤120°。

优选地，所述导向槽为与支轴4配合的腰形槽。

优选地，所述弹性件3为扭簧，所述扭簧安装在转子支架1的限位凸台10与触桥2的调节部21之间，扭簧的中部弹簧体套装在转子支架1的安装柱11上，扭簧的两端分别抵接在转子支架1的限位凸台10和触桥2的调节部21上。

优选地，所述扭簧与调节部21之间设有调节结构，所述调节结构包括扭簧的弯钩7、以及调节部21用于与弯钩7抵接的侧壁，所述扭簧用于与调节部21抵接的端部弯折形成所述弯钩7，所述调节部21用于与弯钩7抵接的侧壁为平面。

优选地，所述扭簧与调节部21之间设有调节结构，所述调节结构包括调节部21的圆弧凸包6、以及扭簧用于与调节部21抵接的端部侧壁，所述圆弧凸包6设置在调节部21上，所述扭簧用于与调节部21抵接的端部侧壁为直壁体。

优选地，所述触桥2上设有所述导向槽5，所述转子支架1上设有用于固定连接支轴4的固定槽，所述固定槽与导向槽5相对设置。

优选地，所述转子支架1上设有所述导向槽5，所述触桥2上设有用于固定连接支轴4的固定槽，所述固定槽与导向槽5相对设置。

优选地，所述弹性件3为拉簧，所述拉簧的两端分别固定连接在转子支架1和触桥2的调节部21上。

优选地，所述夹角β为90°。

优选地，所述夹角γ为90°。

本发明的双断点触桥的压力自平衡结构，通过导向槽与触头的接触面之间的夹角控制，以及弹性件施加给触桥的作用力与触桥自平衡调节时移动方向之间的夹角控制，使得触桥可沿导向槽的长度方向移动，实现触头位置可自动调节，通过特定角度范围的设置使得中心对称的两个触头同时具有良好的调节余量以及触桥的平衡，确保触桥出现装配偏差或磨损后两断点仍可靠接触并具有足够大的接触压力，结构简单，装配精度要求低，调节灵活可靠，提高产品的接通可靠性和电气寿命。闭合时，减小弹性件在闭合方向的作用力，加大弹性件垂直于闭合方向的作用力，使得在触头磨损后，弹性件对触桥的作用力主要为转矩，以利用导向槽实现自平衡的调节。优选的，导向槽的长度方向与触头的接触面之间的夹角为90°，弹性件施加给触桥的作用力与触桥自平衡调节时移动方向之间的夹角为90°，此时，弹性件对触桥的作用力垂直于导向槽的长度方向，弹性件对触桥的作用力与触头闭合方向垂直，使得在触头磨损后，弹性件对触桥保持一个最大的转矩。

附图说明

图1是本发明的双断点触桥的压力自平衡结构的结构示意图；

图2是本发明的触头磨损后自动调节的示意图；

图3是本发明的工作原理示意图，采用夹角β和夹角γ角度较大的情况便于说明；

图4是本发明的导向槽设置方式的另一种实施例的示意图；

图5是本发明的调节结构设置方式的另一种实施例的示意图；

图6是本发明的弹性件的另一种实施例的示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至6给出的实施例，进一步说明本发明的双断点触桥的压力自平衡结构的具体实施方式。本发明的双断点触桥的压力自平衡结构不限于以下实施例的描述。

如图1所示，本发明的双断点触桥的压力自平衡结构，包括转子支架1、枢转安装在转子支架1上的触桥2、以及设置在转子支架1与触桥2之间的两个弹性件3，弹性件3为触桥2提供接触压力，所述触桥2的左右两端设有呈中心对称的两个触头20，触桥2的中部通过支轴4枢转安装在转子支架1上，所述转子支架1与触桥2之间设有用于导向和限位支轴4的导向槽5，且导向槽5的长度大于支轴4的外径，使得支轴4在导向槽5内沿导向槽5的长度方向有可移动的自由度；并且，所述触桥2的中部上下两侧设有呈中心对称的两个调节部21，分别与两个弹性件3相配合，两个弹性件3也呈中心对称安装在转子支架1与触桥2之间，所述弹性件3的两端分别作用在转子支架1和触桥2的调节部21上；所述触头20用于与静触头接触的接触面与所述导向槽5的长度方向不平行，且所述触头20用于与静触头接触的接触面与所述导向槽5的长度方向之间具有夹角β，60°≤夹角β≤120°；所述弹性件3施加在调节部21上的作用力方向与所述导向槽5的长度方向不平行，且所述弹性件3施加在调节部21上的作用力方向与所述导向槽5的长度方向之间具有夹角γ，60°≤夹角γ≤120°。导向槽5的长度方向即触桥2自平衡调节时的移动方向。

本发明的双断点触桥的压力自平衡结构，通过导向槽与触头的接触面之间的夹角控制，以及弹性件施加给触桥的作用力与触桥自平衡调节时移动方向之间的夹角控制，使得触桥可沿导向槽的长度方向移动，实现触头位置可自动调节，且导向槽的长度方向与触头的接触面之间的夹角控制在60°到120°的范围内，实现触头位置可调幅度最大化，并通过弹性件施加给触桥的作用力与触桥自平衡调节时移动方向之间的夹角控制在60°到120°的范围内，实现触头位置可调幅度利用率的最大化，通过特定角度范围的设置使得中心对称的两个触头同时具有良好的调节余量以及触桥的平衡，确保触桥出现装配偏差或磨损后两断点仍可靠接触并具有足够大的接触压力，结构简单，装配精度要求低，调节灵活可靠，提高产品的接通可靠性和电气寿命。闭合时，减小弹性件在闭合方向的作用力，加大弹性件垂直于闭合方向的作用力，使得在触头磨损后，弹性件对触桥的作用力主要为转矩，以利用导向槽实现自平衡的调节。当双断点触桥存在装配偏差或触头部分磨损时，触桥2一端的触头20会先与其相应的静触头接触，然后触桥2在弹性件3的作用力下，可以自动调节位置，触桥2会沿着导向槽5的长度方向移动，为触桥2另一端的触头20提供足够的接触压力，使得另一端的触头20也会与其相应的静触头接触，保持两端的触头20都能够接触良好。对比图1、图2，如图1所示，在两侧触头都没有磨损的情况下，闭合时支轴4位于导向槽5靠近中间的位置，而如图2所示，当一侧的静触点磨损后，在压力自平衡结构的作用下，闭合时支轴4位于导向槽5偏离中间的位置。其中，超程的调节量为图3所示的距离b，触桥2沿导向槽5的长度方向移动的距离即为图3所示的距离a，距离b的值则为距离a乘以夹角β的正弦值，即b＝a*sinβ。基于上述原理，优选地，触桥2的导向方向与触头20的受力垂直方向之间的夹角控制在60°到120°的范围内，即60°≤夹角β≤120°。最优地，所述夹角β为90°。在距离a的值一定时，当β＝90°，距离b的值最大，达到触桥自平衡调节的最优状态。保证装配偏差或磨损后触桥有足够的调节量。

同时，通过弹性件3施加在触桥2上的作用力方向与触桥2的导向结构方向之间的夹角，以保证超程调节量能得到充分的利用。其原理在于，如图3所示，弹性件3对触桥2施加的作用力为F，在触桥2导向结构方向上的分量为Fx，该Fx会降低超程调节量的利用率，分量Fx越大，超程调节量的利用率越低。如图3所示，弹性件3在触桥2上的作用力方向与触桥2的导向结构方向之间的夹角即为夹角γ，Fx的大小与所述夹角γ的余弦值成正比，即有Fx＝F*cosγ。基于上述原理，优选地，弹性件3对触桥2施加的作用力方向与触桥2的导向方向之间的夹角控制在60°到120°的范围内，即60°≤夹角γ≤120°。最优地，所述夹角γ为90°。在作用力F的大小一定时，当γ＝90°，Fx＝0，使得超程调节量的利用率最大，达到触桥自平衡调节的最优状态，保证触桥的调节量能得到最充分的利用。弹性件3在触桥2上的作用力线与触桥2转动中心保证一定的距离，以确保提供足够的触头力，从而实现触桥2装配偏差或磨损后两端的触头20依然能够良好接触并具有足够大的触头压力。

本申请的技术方案，突破现有技术偏见，闭合时不增加弹性件向触头闭合方向的作用力，反而减小向触头闭合方向的作用力，增大垂直于触头闭合方向的作用力以提供较大的转矩，在触桥出现装配偏差或触头磨损后，弹性件3与用于导向触桥2的导向槽5呈特定夹角设置，使得在触桥2的一端触头20先闭合后，弹性件3的弹力沿阻碍触桥2导向移动的分量Fx较小，同时较大的分量Fy使得触桥2沿导向槽5移动调整位置同时触桥2的另一端被磨损的触头20朝闭合方向移动，实现触桥的自平衡调节功能，取得了出乎意料的效果。当然，由于本申请的技术方案利用装配触桥的弹性件实现了自平衡调节功能，也就无法再利用弹性件实现现有技术的触头的自回弹功能。

本发明的触桥的导向结构，所述导向槽为与支轴4配合的腰形槽。所述腰形槽两端的圆弧部与支轴4的外轮廓相匹配。所述距离a最大值为腰形槽的中心距。此外，导向槽设置方式的一种实施例如图1-3所示，所述触桥2上设有所述导向槽5，所述转子支架1上设有用于固定连接支轴4的固定槽，所述固定槽与导向槽5相对设置；所述导向槽5为可供支轴5穿过触桥2的通槽结构。便于装配时触桥的定位，提高装配效率。导向槽设置方式的另一种实施例如图4-6所示，所述转子支架1上设有所述导向槽5，所述触桥2上设有用于固定连接支轴4的固定槽，所述固定槽与导向槽5相对设置；所述固定槽为可供支轴5穿过触桥2的通槽结构。自平衡调节时，触桥2随其上的支轴5沿转子支架1上的导向槽5移动，移动更加稳定可靠。

本发明的触桥与弹性件之间的调节结构，弹性件的一种实施例如图1-5所示，所述转子支架1上设有与触桥2的调节部21相间隔的限位凸台10，所述限位凸台10与调节部21的之间设有安装柱11。所述弹性件3为扭簧，所述扭簧安装在转子支架1的限位凸台10与触桥2的调节部21之间，扭簧的中部弹簧体套装在转子支架1的安装柱11上，扭簧的两端分别抵接在转子支架1的限位凸台10和触桥2的调节部21上。将扭簧限位在转子支架的限位凸台与触桥的调节部之间，便于装配时扭簧的定位，提高装配的效率和位置准确性，同时保持扭簧施加给触桥的作用力方向。

进一步地，为了实现所述夹角γ控制在60°到120°的范围内，所述扭簧与调节部21之间设有调节结构。调节结构设置方式的一种实施例如图1-4所示，所述调节结构包括调节部21的圆弧凸包6、以及扭簧用于与调节部21抵接的端部侧壁，所述圆弧凸包6设置在调节部21上，所述扭簧用于与调节部21抵接的端部侧壁为直壁体。调节结构设置方式的另一种实施例如图5所示，所述扭簧与调节部21之间设有调节结构，所述调节结构包括扭簧的弯钩7、以及调节部21用于与弯钩7抵接的侧壁，所述扭簧用于与调节部21抵接的端部弯折形成所述弯钩7，弯钩7为圆弧结构，所述调节部21用于与弯钩7抵接的侧壁为平面。通过触桥与扭簧之间设有圆弧与平面配合的调节结构，可调节扭簧施加给触桥的作用力方向，使得弹力方向与触桥平动导向结构方向成特定范围的夹角，实现触头位置可调幅度利用率的最大化。所述夹角γ的值，通过调节结构实施调节与控制。扭簧施加在触桥2上的作用力方向，通过调节结构调节，可实现与触桥2的导向方向之间的夹角控制在60°到120°的范围内，保证触桥2的调节量能得到充分的利用。扭簧在触桥上的作用力线与触桥转动中心保证一定的距离，以确保为触头提供足够的接触压力，从而实现装配偏差或磨损后两触点依然能够良好接触并具有足够大的触头压力。

本发明的弹性件的另一种实施例如图6所示，所述弹性件3为拉簧，所述拉簧的两端分别固定连接在转子支架1和触桥2的调节部21上。所述拉簧施加在触桥2上的作用力方向即拉簧的轴向，使得拉簧与导向结构的相对角度设置更加简单。如图6所示，所述拉簧的轴向垂直于导向槽5的长度方向，即所述夹角γ为90°，保证拉簧对触桥2的力的方向垂直于支轴4在腰形导向槽5的中心距，使得在电磨损后，拉簧对触桥2保持一个最大的转矩。本发明的弹性件除了设置为扭簧和拉簧外，当然也可以使用其它弹簧如弹簧片等可通过弹性变形进行力输出的结构件。当然也可以通过凸轮、连杆等力传动方式实现施加在触桥上作用力方向与触桥的移动导向结构的方向之间呈特定夹角。

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 (10)

1.一种双断点触桥的压力自平衡结构，其特征在于：包括转子支架(1)、枢转安装在转子支架(1)上的触桥(2)、以及设置在转子支架(1)与触桥(2)之间的两个弹性件(3)，所述触桥(2)的左右两端设有呈中心对称的两个触头(20)，触桥(2)的中部通过支轴(4)枢转安装在转子支架(1)上，所述转子支架(1)与触桥(2)之间设有用于导向和限位支轴(4)的导向槽(5)，且导向槽(5)的长度大于支轴(4)的外径，使得支轴(4)在导向槽(5)内沿导向槽(5)的长度方向有可移动的自由度；并且，所述触桥(2)的中部上下两侧设有呈中心对称的两个调节部(21)，分别与两个弹性件(3)相配合，所述弹性件(3)的两端分别作用在转子支架(1)和触桥(2)的调节部(21)上；

所述触头(20)用于与静触头接触的接触面与所述导向槽(5)的长度方向之间具有夹角β，60°≤夹角β≤120°；所述弹性件(3)施加在调节部(21)上的作用力方向与所述导向槽(5)的长度方向之间具有夹角γ，60°≤夹角γ≤120°。

2.根据权利要求1所述的双断点触桥的压力自平衡结构，其特征在于：所述导向槽为与支轴(4)配合的腰形槽。

3.根据权利要求1所述的双断点触桥的压力自平衡结构，其特征在于：所述弹性件(3)为扭簧，所述扭簧安装在转子支架(1)的限位凸台(10)与触桥(2)的调节部(21)之间，扭簧的中部弹簧体套装在转子支架(1)的安装柱(11)上，扭簧的两端分别抵接在转子支架(1)的限位凸台(10)和触桥(2)的调节部(21)上。

4.根据权利要求3所述的双断点触桥的压力自平衡结构，其特征在于：所述扭簧与调节部(21)之间设有调节结构，所述调节结构包括扭簧的弯钩(7)、以及调节部(21)用于与弯钩(7)抵接的侧壁，所述扭簧用于与调节部(21)抵接的端部弯折形成所述弯钩(7)，所述调节部(21)用于与弯钩(7)抵接的侧壁为平面。

5.根据权利要求3所述的双断点触桥的压力自平衡结构，其特征在于：所述扭簧与调节部(21)之间设有调节结构，所述调节结构包括调节部(21)的圆弧凸包(6)、以及扭簧用于与调节部(21)抵接的端部侧壁，所述圆弧凸包(6)设置在调节部(21)上，所述扭簧用于与调节部(21)抵接的端部侧壁为直壁体。

6.根据权利要求1所述的双断点触桥的压力自平衡结构，其特征在于：所述触桥(2)上设有所述导向槽(5)，所述转子支架(1)上设有用于固定连接支轴(4)的固定槽，所述固定槽与导向槽(5)相对设置。

7.根据权利要求1所述的双断点触桥的压力自平衡结构，其特征在于：所述转子支架(1)上设有所述导向槽(5)，所述触桥(2)上设有用于固定连接支轴(4)的固定槽，所述固定槽与导向槽(5)相对设置。

8.根据权利要求1所述的双断点触桥的压力自平衡结构，其特征在于：所述弹性件(3)为拉簧，所述拉簧的两端分别固定连接在转子支架(1)和触桥(2)的调节部(21)上。

9.根据权利要求1所述的双断点触桥的压力自平衡结构，其特征在于：所述夹角β为90°。

10.根据权利要求1所述的双断点触桥的压力自平衡结构，其特征在于：所述夹角γ为90°。