CN102460627B - 用于具有三个断路点的开关电器设备的驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种开关电器设备具有封闭式壳体(1)。在所述封闭式壳体(1)里面，布设着可运动的有源导体(8，9)。在封闭式壳体(1)外面，布设着具有传动机构(19)的驱动装置。所述传动机构(19)是用于驱动有源导体(8，9)的运动链的一部分。所述运动链穿过封闭式壳体(1)。为了对传动机构(19)所输出的运动进行换向，传动机构(19)绕旋转轴线(16)旋转且耦接到运动链中。

Description

用于具有三个断路点的开关电器设备的驱动机构

技术领域

本发明涉及一种开关电器设备，其具有布设在封闭式壳体里面的可运动的有源导体(Aktivleiter)以及布设在封闭式壳体外面的具有传动机构的驱动装置，所述传动机构被作为用于驱动有源导体的运动链的一部分，其中，所述运动链穿过所述封闭式壳体。

背景技术

这种开关电器设备，例如从实用新型DE29806654U1中公知。那里描述了一种气体绝缘的高压开关设备，其具有断路开关和附属的驱动装置。那里的驱动装置具有第一和第二长方体状区域，因而在驱动装置上形成凸台。这样设计的驱动装置可以被布设在气体绝缘的高压开关设备的尺寸设计得很小的空腔中，同时，多个互相叠置的驱动装置实现了有效的空间利用率。

驱动装置的作用方式以及因此输出的运动方向，则始终与其位置无关地保持不变。

但是，也可以设定，在不同的位置，驱动装置所产生的运动可以沿不同的方向起作用。为了这种用途，迄今为止必须将驱动装置设计成两种类型。

维持两种类型的驱动装置，带来费事的仓储问题。

发明内容

因此本发明要解决的技术问题是，提供一种具有驱动装置的开关电器设备，所述驱动装置可以简单地沿不同的运动方向输出驱动力。

按照本发明，所述技术问题在本文开头所述类型的开关电器设备中是这样加以解决的，即，传动机构为了对所输出的运动进行换向，绕旋转轴线旋转地交替耦接到运动链中。

封闭式壳体例如是一种如在高压开关设备中所采用的不渗漏流体的封闭式壳体。所述不渗漏流体的封闭式壳体，例如被实施成铸造壳体或者焊接壳体型式，其中，封闭式壳体的内部充满流体，例如绝缘气体或者绝缘液体。优选使有源导体或者有源导体组被流体环绕冲刷地布设在封闭式壳体内部，所述有源导体或者有源导体组被用于传导电流且为此被施加了例如与封闭式壳体的电位不同的电位。根据需要，采用可运动的有源导体用于产生断路间隙、接地连接或者类似的用途。除了在有源导体组中形成断路点，可运动的有源导体还可以被用于建立有源导体组与接地电位之间的连接。事实证明，采用由多个可以被共同的驱动装置驱动的可运动的有源导体组成的组合，其中第一有源导体被用来生成有源导体组内部的断路点，以及第二有源导体被用来连接有源导体组和接地电位，是尤其有利的。可以有利地使第一和第二有源导体被一个而且是同一个驱动装置驱动。

驱动装置被有利地布设于封闭式壳体外面且具有传动机构。所述传动机构是运动链的一部分，所述运动链被用作将动力源，例如电动驱动装置、手动驱动机构之类的运动传导到可运动的有源导体上。运动链为此穿过封闭式壳体。在不渗漏流体的封闭式壳体的设计结构中，所述运动链应该可以不渗漏流体地穿过封闭式壳体传导运动。

在通过同一驱动装置操纵第二可运动的有源导体时，一种中性位置是有利的，在所述中性位置，两个可运动的有源导体与封闭式壳体电绝缘并且在一个有源导体组中形成断路点。借助于驱动装置，可以将第一有源导体从该中性位置驱动到接通位置并且以此跨接有源导体组中的断路点。为此，驱动装置产生一种沿第一方向的运动。为了将第一有源导体复位到中性位置，将运动换向到第二方向，直至到达中性位置。为了驱动第二可运动的有源导体，将驱动装置的运动沿第二方向输出，以及为了复位第二可运动的有源导体并且将它同样带到中性位置，使运动沿第一方向进行。

第一运动和第二运动的方向性，被定向为相互反向。根据有源导体在封闭式壳体里的设计情况，分别设定第一方向和第二方向。

现在在内部对有源导体的布局进行改变，或许为了驱动第一和第二有源导体而必须颠倒第一和第二方向的方向性。

为了避免在封闭式壳体上进行改变，为此适当地调整驱动装置是有利的。通过使传动机构绕旋转轴线转动实现换向。

借助于绕旋转轴线旋转，实现由传动机构所输出的运动的方向的改变。这样，可以使驱动装置本身在其设计结构上保持不变，而仅仅改变驱动装置上传动机构的位置，所述传动机构被用作将运动传输到位于封闭式壳体里的可运动的有源导体上。为此将传动机构设计成匣盒式的，所述匣盒使得各个传动件能够互相固定，而且使得传动机构能够顺利地换向。如此，可以使传动机构在两个换向点被耦接到运动链中且以此在一个而且是同一个封闭式壳体上实现换向。在此，传动机构的运动轨迹始终与其位置无关。第一方向和第二方向的方向性发生了交换。驱动装置具有电动的驱动器，所述电动的驱动器以角向刚性地与传动机构连接。传动机构的电控制***与其位置无关地保持不变，因为方向的交变是通过传动机构的逆转实现的。电动的驱动器与传动机构一起逆转。

一种有利的扩展设计在此规定，运动链具有穿过封闭式壳体的轴，并且将旋转轴线沿该轴的径向定向。

轴被用于传输旋转运动。将所述旋转运动借助于适当的密封圈简单地加以密封地穿过封闭式壳体传输。由于旋转的缘故，能够在轴的圆周区域实现良好的密封。此外，当将旋转轴线相对于所述轴的轴线径向定向时，提供了保持传动机构和所述轴垂直地定向在传动机构的不同安装位置上的可能性。

此外，在此还可以规定，封闭式壳体具有安装井，将传动机构绕旋转轴线交变地转动180°地安装到所述安装井中。

利用封闭式壳体上的安装井，可以使传动机构相对于封闭式壳体固定。由于穿过封闭式壳体的轴的位置的缘故，安装井适宜于保持轴和传动机构相互之间的垂直定向。此外，在匣盒式结构的传动机构中，传动机构绕旋转轴线转动180°，还使得该传动机构能够被定位在安装井里，并且此时为了角向刚性地将传动机构固定在安装井里不同的安装位置上，而应用一个而且是同一个安装位置。如此，可以保持轴和旋转轴线的径向定向。轴可以有利地穿过位于安装井里的封闭式壳体。当在传动机构中采用互相啮合的齿轮时，应该将至少一根齿轮轴线，优选多根齿轮轴线，尤其所有的齿轮轴线布设得与旋转轴线平行。传动机构运动部分的运动轴线的投影，应该优选垂直于或者平行于旋转轴线布设。

传动机构应该有利地具有包含端面制齿的轮齿的齿轮，其中所述齿轮的旋转轴优选被定向为与所述旋转轴线平行。齿轮中的一个齿轮的转动，通过曲柄滑块机构被转换为横向运动，而且这种横向运动被传输到可运动的齿条上。所述横向运动的投影，应该垂直于所述旋转轴线地延伸。通过这样的布局，例如可以将以电动方式产生的转动耦入到传动机构中且输出一种横向运动。在传动机构的其它轴上，此外还存在耦入其它驱动力或者耦出运动的可能性。这样，可以例如设定，可以借助于可手动操纵的驱动件，例如曲柄，将运动输入到传动机构中。

此外，可以有利地设定，安装井由环形的包围驱动装置的密封面限定边界。

借助于自身环形的密封面围成安装井，可以封闭所述安装井，其中可在所述密封面上形成密封效果。以此可以将驱动装置本身设计成无壳体或者无防护装置的。因此可以使体积，尤其传动机构的体积保持较小，而且使该传动机构可以被密封地平放于密封面上的罩壳覆盖。以此可以防止处于安装井里的驱动装置受到外部异物的影响。

此外，可以有利地设定，安装井具有支点，而且传动机构借助于至少一个转接板固定在所述支点上。

在安装井里布设支点，可以使处于安装井里的驱动装置能够相对于环形的密封面或者所述轴定位。以此提供下列可能性，即，设计一种便于装配的驱动装置，以便能够将传动机构简单地耦接到运动链中。

在此，可以将支点有利地应用于传动机构的一个和另一个位置。如此可以确保，消除装配误差并且保持相应期望的涉及第一和第二方向的方向性的设定。

为了确保与其在安装井里的位置无关地方便地够到传动机构，可以设定，传动机构通过至少一个转接板与支点连接。

此外可以有利地设定，轴具有制齿，传动机构的运动通过所述制齿耦入。

轴上的制齿，使得可以将较高的传递力耦入到轴上，并且此时由于所述制齿，确定了传动机构的各运动件相对于轴的明确的定位。这种明确的对应配设的位置，即使在具有大量运动间隙后仍能保持不变。

可以有利地设定，所述制齿是圆柱齿轮的轮齿。

将圆柱齿轮的轮齿简单地成型在轴上。可以实现从不同的径向方向将传动机构联接到端侧的轮齿上。以此提供了一种可以采用扁平结构的驱动器的适当的结构形式，所述扁平结构的驱动器也可以被布设在狭窄的状态中。此外，端侧的轮齿尤其适用于将传动机构的旋转轴线定向在轴的径向方向并且使得能够径向地耦接传动机构。

可以有利地设定，传动机构具有可横向运动的齿条，所述齿条间接或者直接地与轴的制齿啮合。

可横向运动的齿条，可以是传动机构的从动件。齿条的横向运动，也可以在开关电器设备的缝隙状的凹槽中进行并且此时传递较大的传递力。

可运动的齿条可以与轴的制齿间接或者直接啮合。

在此可以有利地设定，齿条通过独立于传动机构安置的齿轮与轴啮合。

采用独立于传动机构安置的齿轮用于将齿条的运动传输到轴上，使得可以对齿条的运动另外进行减速。此外，可以借助于齿轮相对于旋转轴线的侧向偏移，减小驱动装置的深度。这样，一方面可以使可横向运动的齿条更进一步地朝轴的方向运动，另一方面，可以通过独立于传动机构安置的齿轮，对运动或者待传递的力进行适当的消减。借助于独立安置的齿轮，可以将可被传动机构传递的传递力输入到不同的开关电器设备上，并且把传动机构可输出的运动调整成轴上所需要的运动。

此外，可以有利地设定，齿轮借助于传动机构位置的交变，相对于旋转轴线呈镜像地被止挡在封闭式壳体上。

可横向运动的齿条，应该尽可能与旋转轴线同心地被定向在传动机构的中性位置。这样，可以使可横向运动的齿条在传动机构换向时，沿第一和第二方向输出近似相同的行程。当齿条相对于旋转轴线不对称布设时，从现在起可以通过齿轮位置的交变，对可运动的齿条位置的不对称性进行补偿。在此设定，齿轮与齿条尽可能同心地，即在齿条的中央接触，从而使得运动可以沿第一和第二方向被均匀地输出。当传动机构绕旋转轴线旋转时，借助于齿轮镜像的布局，可以补偿可运动的齿条相对于旋转轴线的不对称的位置，并且使齿轮和齿条在齿条上近似于居中地接触。

可以有利地设定，在旋转轴的两侧，与所述旋转轴线间隔距离地分别布设开关位置显示装置。

可以将开关位置显示装置有利地布设在旋转轴线的两侧，从而可以与传动机构的布局无关地以同一种方式对开关位置显示装置进行控制。为了控制开关位置显示装置，将传输到开关位置显示装置中的运动从传动机构中脱耦。这样，可以直接以机械的方式分别显示开关位置。除此以外，开关位置显示装置可以设有成像触头，从而使得能够以电信号表示开关位置。

附图说明

接下来在附图中示意性地示出本发明的实施例且接着加以详细说明。

附图中：

图1示出通过具有可运动的有源导体的开关电器设备剖开示出的剖视图；

图2示出图1所示的开关电器设备的立体视图；

图3示出图1和图2所示的封闭式壳体的安装井以及处于第一安装位置的传动机构的俯视图，以及

图4示出安装井以及处于第二安装位置的传动机构的俯视图。

具体实施方式

图1示出通过封闭式壳体1剖开示出的剖视图。所述封闭式壳体1在本实施例情况下被设计成铸铝壳体，其中封闭式壳体1具有第一法兰2、第二法兰3、第三法兰4以及第四法兰5。将所述法兰2、3、4、5分别构造成环形法兰，其中，每两个法兰被定向为互相同轴的且被布设在封闭式壳体1相互对置的端部。因此，第一和第二法兰2、3被定向为互相同轴的，而第三和第四法兰4、5被定向为互相同轴的。第一和第二法兰以及第三和第四法兰2、3、4、5的同轴的轴线，在此被互相定向成，使得这些轴线彼此相交。在此应该优选使所述同轴的轴线相交成直角，从而将封闭式壳体构造成所谓的十字形组件。连接到法兰2、3、4、5上且互相套装的套管，朝同轴轴线的交点方向延伸。封闭式壳体1以此在其内部形成空腔。法兰2、3、4、5可以例如用不渗漏流体的盘状绝缘子加以封闭，从而使得封闭式壳体1的内部可以充满电绝缘流体。这种流体例如是电绝缘气体，如六氟化硫、氮气或者其它的电绝缘气体。应该优选将处于高压下的流体布设在封闭式壳体1里面。

封闭式壳体1被第一有源导体组6以及第二有源导体组7穿过。所述第一有源导体组6沿第一和第二法兰2、3的同轴线方向延伸。所述第二有源导体组7沿第三和第四法兰4、5的同轴线方向延伸。第一和第二有源导体组6、7互相导电地触点接通，所有穿过各个法兰2、3、4、5的导体组6、7因而可以具有相同的电位。有源导体组6、7(例如通过封闭了法兰2、3、4、5的盘形绝缘子)与封闭式壳体1电绝缘地安置。在第一有源导体组6中布设第一可运动的有源导体8。所述第一有源导体8是第一有源导体组6的一部分且可以在第一有源导体组6的延伸走向中形成断路点。借助于由第一可运动的有源导体8生成的断路间隙，第一有源导体组可被分割为第一部段6a和第二部段6b。为此，第一有源导体8可相对于第二有源导体组7以及相对于第一和第二部段6a、6b运动。此外，设置第二可运动的有源导体9。所述第二可运动的有源导体9与第一有源导体组6导电地连接且可相对于所述第一有源导体组6运动。

除了在图1中可看出的第一和第二有源导体组6、7以及第一有源导体和第二有源导体8、9外，还可以将其它的有源导体组以及其它的可运动的有源导体定位在封闭式壳体1内。可以将这些其它的有源导体组以及其它的可运动的有源导体设计得例如类似于在图1中可看出的有源导体组和有源导体，并且例如相对于图纸平面串联布设。封闭式壳体1以及有源导体组6、7和有源导体8、9构成了一种开关电器设备。

第二有源导体组7与第一有源导体组6的第二部段6b持续地通电，因此导电地连接。在第一有源导体组6的第一部段6a上，布设一种介电的屏蔽导向壳体10。所述导向壳体10例如由导电的材料制成并且被设计成与第一有源导体组6导电连接。在导向壳体内，设有可以至少部分地容纳第一和第二有源导体8、9的容腔。在此，可以将两个有源导体8、9的运动设计成，使得当第一有源导体8回缩到导向壳体10中时，第二有源导体9只能从导向壳体10中运动出来，或者反之，当第二有源导体9回缩到导向壳体10中时，第一有源导体8只能从导向壳体10中运动出来。为了耦合输入运动，将电绝缘的轴11支承在导向壳体10上。所述轴11被可旋转地支承且被用作将导向壳体10内部的旋转运动输耦合入到可运动的有源导体8、9上。在导向壳体10的容腔内，布设导向传动机构。

第一可运动的有源导体8被用于在第一有源导体组6的第一和第二部段6a、6b之间形成断路间隙。第二可运动的有源导体9被用于使第一有源导体组6的第一部段6a和封闭式壳体1的电位导电地触点接通。封闭式壳体1在通常情况下导向地电位。

在封闭式壳体1上成型一个对接触头12，第二可运动的有源导体9可驶入所述对接触头12中。为了导电地触点接通第一有源导体组6的两个部段6a、6b，在第一有源导体组6的第二部段6b中，为第一有源导体8布设对接触头13。将对接触头12、13分别构造成套筒，可运动的有源导体8、9则与之相反地被构造为销轴状的。

将轴11的尺寸确定成，使得该轴11至少在一个位置穿过封闭式壳体1。在图2中示出了封闭式壳体1的立体图。所述封闭式壳体1的壁被轴11穿过。为此将轴11安装到不渗漏流体的轴承中并且加以密封。轴11穿过封闭式壳体1的穿越位置，被密封面14包围。所述密封面14本身封闭地环绕，并且在本实施例情况下，具有基本呈矩形的轮廓，其中，对矩形轮廓的角部进行修圆。密封面14例如被布设在封闭式壳体1的外表面上的凸起部分上。在本实施例情况下，将该凸起部分成型为楔形地向下倾斜的，其中轴11完全被密封面14围封。凸起部分沿径向方向具有不同的高度。

在被密封面14包围的区域内，布设着支点15a、15b、15c、15d。将所述支点15a、15b、15c、15d例如构造成封闭式壳体1上的铸件浇口，在所述铸件浇口中开设设有螺纹的盲孔状的凹槽，从而可借助于螺栓将例如转接板固定在这些支点15a、15b、15c、15d上。

将旋转轴16布设在轴11的轴线的径向方向。旋转轴16被作为正交地穿过轴11的轴线的镜像轴线使用。第一止动点17a以及第二止动点17b相对于旋转轴16呈镜像对称布设。由环形的密封面14构成一个可装入驱动装置的安装井的边界。图3和图4示出了现在处于如图2所示的驱动井中的驱动装置的两个安装方案。在此，轴11的俯视图在图3和图4中示出，其中，轴11的轴线垂直地突出于各个图纸平面。

在支点15a、15b、15c、15d上放置第一转接板18a。将传动机构19安装到所述第一转接板18a上。所述传动机构19可通过电动的驱动器20加以驱动。所述电动的驱动器20通过大量对电动驱动器20的转动进行减速的齿轮，作用到通过销钉与可横向运动的齿条21连接的轴上。所述齿条21如滑块式地在支架上移动，所述支架被夹持在与传动机构19的底座角向刚性地连接的弓形件22中。传动机构19的齿轮和齿条21是传动机构19的运动部件。轴11设有制齿，不附属于传动机构19且支承在封闭式壳体1上的齿轮23与所述制齿啮合。除了齿轮23与轴11的制齿的耦合外，齿轮23还与齿条21上的制齿啮合，从而当齿条21横向运动时，通过齿轮23将所述横向运动转换为轴11的旋转运动，也就是说，可运动的齿条21供传动机构19输出运动使用，其中这种运动可间接地通过齿轮23耦合输入到轴11中。在一种类似的设计结构中，也可以放弃使用齿轮23，而将齿条21直接联接到轴11上。

在旋转轴16的两侧，布设开关位置显示装置24a，24b。所述开关位置显示装置24a、24b对封闭式壳体1外的可运动的有源导体8、9的开关位置加以显示。在此，将其中一个开关位置显示装置中的24a对应配设给第一有源导体8，而将另一个开关位置显示装置24b对应配设给第二有源导体9。

开关位置显示装置24a、24b以机械方式工作，其中将运动从传动机构19中耦合输出且传输到开关位置显示装置24a、24b的可运动的显示元件上。此外，开关位置显示装置24a、24b还可以设有成像触头，从而使得能够对开关位置显示装置24a、24b的信息进行电气处理分析。

图4示出现在绕旋转轴16旋转了180°的传动机构19，其中采用第二转接板18b用于定位传动机构19，所述第二转接板18b与支点15a、15b、15c、15d连接，而且传动机构19与所述第二转接板18b联接。基于旋转轴16处于轴11的轴线的径向，在图4中现在可看出传动机构19的局部，所述局部在图3中从观察者角度看是被转向的。反之，在图3中看到的传动机构的局部，在图4中从观察者角度看是被转向的。基于可横向运动的齿条21在中性位置时相对于旋转轴16的不对称状态，将齿轮23从止动点17b转置到止动点17a，因而现在在传动机构19的中性位置以及因此也是有源导体8、9的中性位置上，如在图1中示出的那样，啮合的齿轮23就齿条21的横向延伸长度而言达到在中央触点接通。通过使传动机构19绕旋转轴16逆转，达到关于第一方向和第二方向的方向性的改变，所述改变可在可运动的齿条21上量取。如此，可以在电动驱动器20的控制***的设计结构和电气布置保持不变的情况下，达到轴11上的方向性的颠倒。

传动机构19相对于旋转轴16的位置，可以被反复颠倒。通过使传动机构19绕旋转轴16转动180°，使输出到轴11上的运动的方向性发生颠倒，其中传动机构的设计结构保持不变。如此，避免了为了换向而双重地配置不同的传动机构。

在密封面14上，可安置一种设有对应相同的密封面的保护罩，从而防止被布设在封闭式壳体1的安装井里的组件，如传动机构19、齿轮23等等，受到外部影响。

Claims (11)

1.一种开关电器设备，具有布设在封闭式壳体(1)里面的可运动的有源导体(8，9)以及布设在封闭式壳体(1)外面的具有传动机构(19)的驱动装置，所述传动机构(19)是用于驱动有源导体(8，9)的运动链的一部分，其中，所述运动链穿过所述封闭式壳体(1)，其特征在于，所述传动机构(19)为了对所输出的运动进行换向，绕旋转轴线(16)交替地旋转以及基于所述旋转所述从传动机构(19)输出的运动以已变化的方向耦接到所述运动链中。

2.按照权利要求1所述的开关电器设备，其特征在于，所述运动链具有穿过所述封闭式壳体(1)的轴(11)且所述旋转轴线(16)沿该轴(11)的径向定向。

3.按照权利要求1或2中任一项所述的开关电器设备，其特征在于，所述封闭式壳体(1)具有安装井，将所述传动机构(19)可绕所述旋转轴线(16)交替地旋转180°地装入所述安装井中。

4.按照权利要求3所述的开关电器设备，其特征在于，所述安装井由环形的包围驱动装置的密封面(14)限定边界。

5.按照权利要求3所述的开关电器设备，其特征在于，所述安装井具有支点(15a，15b，15c，15d)，并且所述传动机构(19)借助于至少一块转接板(18a,18b)被固定在所述支点上。

6.按照权利要求2所述的开关电器设备，其特征在于，所述轴(11)具有制齿，传动机构(19)的运动通过所述制齿被耦入。

7.按照权利要求6所述的开关电器设备，其特征在于，所述制齿是圆柱齿轮的轮齿。

8.按照权利要求2所述的开关电器设备，其特征在于，传动机构(19)具有可沿横向运动的齿条(21)，所述齿条(21)间接地或者直接地与所述轴(11)的制齿啮合。

9.按照权利要求8所述的开关电器设备，其特征在于，齿条(21)通过独立于传动机构(19)安装的齿轮(23)与轴(11)啮合。

10.按照权利要求9所述的开关电器设备，其特征在于，齿轮(23)借助于传动机构(19)相对于旋转轴线(16)的位置的变化，被镜像地止挡在封闭式壳体(1)上。

11.按照权利要求3所述的开关电器设备，其特征在于，在旋转轴线(16)的两侧，与所述旋转轴线(16)间隔距离地分别布设开关位置显示装置(24a，24b)。