CN104704588A - 用于有载分接开关的蓄力器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于有载分接开关的蓄力器。该蓄力器具有设置在可转动的驱动轴上的第一齿轮，该第一齿轮经由至少一个另外的齿轮驱动曲支腿。所述曲支腿与弹性元件处于机械连接，该弹性元件在驱动元件上紧时可以被张紧。从动元件在弹性元件张紧之后可以被触发并且突然枢转。所述驱动元件是摇臂。该摇臂具有第一摇臂辊和第二摇臂辊，所述第一摇臂辊和第二摇臂辊分别交替地操纵第一棘爪和第二棘爪。在此，为所述第一棘爪在从动元件上配设第一止动位置和第二止动位置并且为所述第二棘爪在从动元件上同样配设第一止动位置和第二止动位置，从而第一棘爪和第二棘爪根据摇臂的位置交替地位于第一止动位置和位于第二止动位置。

Description

用于有载分接开关的蓄力器
技术领域
本发明涉及一种用于有载分接开关的蓄力器。该蓄力器具有设置在可转动的驱动轴上的第一齿轮，该第一齿轮经由至少一个另外的齿轮驱动曲柄。曲柄与弹性元件处于机械连接，该弹性元件在驱动元件上紧时可以被张紧。从动元件在弹性元件张紧之后可以被触发并且突然枢转。
背景技术
开头所述类型的有载分接开关在现有技术中是普遍已知的并且是常用的。所述有载分接开关用于在可调式变压器的不同的绕组抽头之间进行无中断地切换。因为该切换通常突然进行，所以有载分接开关通常具有蓄力器。
由现有技术已知的蓄力器在每次开始操纵有载分接开关时由该有载分接开关的持续转动的驱动轴上紧、也就是说张紧。例如在德国公开文献DE 19 56 369 A和德国专利文献DE 28 06 282 C2中公开的已知的蓄力器主要包括提升滑块和快动滑块，在所述提升滑块和快动滑块之间设置有弹簧作为蓄能器。此外设有导向杆，提升滑块和快动滑块可互相独立纵向移动地支承在这些导向杆上。同时，导向杆形成用于弹簧的导向装置，使得各一个弹簧分别包围各一个导向杆。提升滑块通过与驱动轴连接的偏心轮相对于快动滑块线性移动，从而设置在提升滑块和快动滑块之间的弹簧被张紧。如果提升滑块已经到达其终端位置，那么快动滑块的锁止被松开。
尤其是，可纵向移动的上紧滑块和张紧滑块的两侧的纵向导向装置借助平行放置的导向杆形成高的并且最高的精度要求。此外，在这些蓄力器中运动方向双转变。驱动轴的转动运动转变成蓄力器的纵向运动，该蓄力器的纵向运动在触发之后又转变回用于操纵分接开关的切换轴的转动运动。这对于本身可线性移动的分接开关或者这些分接开关的负载转换开关来说是复杂的、不适宜的并且是多余的。此外，这些蓄力器具有很多摩擦部件，这些摩擦部件引起机械故障并且增加制造成本。
因此已经已知如下蓄力器，这些蓄力器将驱动轴的连续的转动运动转变成从动轴的突然的、快速的枢转运动，从而不再产生滑动摩擦并且阻力小。这例如在德国专利文献DE 10 2006 008 338 B3、DE 102009 034 627 B3和DE 10 2010 046 280 B3中描述。从动轴的突然的转动运动由此能够实现一个或多个张紧的弹簧突然被触发。这样的弹簧不仅可以是拉力弹簧而且可以是压力弹簧。原理在此是相同的。转动的驱动轴将所述一个或多个弹簧张紧直到最大点，然后突然地将所述弹簧松弛并且由此带动从动轴运动。这种类型的蓄力器在不同的实施方式中已知并且优点在于，这些蓄力器弃用了将最初的平移升降运动耗费地技术转变成快速的、用于操纵开关触点的、对于实际的有载切换所必需的主旋转运动。
此外，在中国实用新型CN 201845670 U中公开一种按照所附权利要求1的前序部分所述的用于有载分接开关的蓄力器，其中，在此许多单独构件设置在上装配板和下装配板之间或者装配在这些装配板上。
该现有技术的缺点是，蓄力器由很多单独的构件组成，这些构件一方面使结构极大地复杂化并且另一方面在有载分接开关上需要大的构造空间。由于构件多，所以在机械故障时更换构件是非常费工和费成本的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种节约空间的并且简单的、用于有载分接开关的蓄力器，该蓄力器的制造成本和维修成本小以及能量损失或者能量消耗小。
所述目的通过一种用于有载分接开关的蓄力器来实现，该蓄力器包括权利要求1的特征。
按照本发明的用于有载分接开关的蓄力器具有设置在可转动的驱动轴上的第一齿轮，该第一齿轮经由至少一个另外的齿轮驱动曲柄。在此，蓄力器通过驱动轴在每个切换过程中被中心驱动。对于本领域技术人员显而易见的是，代替通过驱动轴的中心驱动，也可考虑偏心驱动。在此，可转动的驱动轴(该驱动轴同时驱动选择器)由(具有变速器的)马达驱动，该马达提供180或者360度。不过也可以考虑的是，驱动轴直接由步进电机驱动。在此有利的是，驱动轴可以在每个切换步骤中转动180度，从而设置在驱动轴的第一齿轮同样为了该切换步骤而被驱动。
因为众所周知的是，齿轮以变化的转动方向进行形锁合的且无打滑的力传递，所以在一种优选的实施方式中，在第一齿轮和驱动曲柄的齿轮之间设置有另外的齿轮，从而曲柄具有与驱动轴相同的转动方向。
在此，曲柄与弹性元件处于机械连接，该弹性元件在驱动元件上紧时可以被张紧。从动元件在弹性元件张紧之后可以被触发并且突然枢转。
按照本发明，驱动元件是摇臂。在此，该摇臂具有第一摇臂辊和第二摇臂辊，所述第一摇臂辊和第二摇臂辊分别交替地操纵第一棘爪和第二棘爪。在此，为所述第一棘爪在从动元件上配设第一止动位置和第二止动位置。同样，为所述第二棘爪在从动元件上配设第一止动位置和第二止动位置。因此，第一棘爪和第二棘爪根据摇臂的位置交替地位于第一止动位置和第二止动位置。
为了使两个棘爪进入第一或第二止动位置，第一棘爪具有第一棘爪辊并且第二棘爪具有第二棘爪辊。要补充说明的是，通过构成第一棘爪辊和第二棘爪辊和配设给它们的第一止动位置和第二止动位置，从动元件被防止旋转。
此外也规定，第一棘爪围绕第一棘爪支座可枢转地构成并且第二棘爪围绕第二棘爪支座可枢转地构成。
同样，按照本发明的蓄力器规定，连杆将曲柄和摇臂机械联接。因此，由驱动轴驱动的曲柄通过机械联接将转动运动传递给连杆，从而利用转动运动驱动的连杆通过与摇臂的机械连接能够实现摇臂的枢转。通过摇臂的枢转一方面张紧弹性元件并且例如也将第一摇臂辊压靠到第一棘爪上并且因此使第一棘爪围绕第一棘爪支座转动。由此，第一棘爪辊也可以从其第一止动位置运动，而这意味着取消对从动元件的固定。因此，在该切换之后第一棘爪辊从第一止动位置变换到第二止动位置，其中，第二棘爪辊在此同时从第二止动位置变换到第一止动位置。如果第一棘爪辊和第二棘爪辊又到达第一止动位置或第二止动位置，那么按照本发明的蓄力器再次位于终端位置并且负载转换开关位置被固定。
弹性元件优选是弹簧。在此，该弹簧在一种优选的实施方式中构成为螺旋扭力弹簧，但也可以考虑各种其它的在现有技术中已知的弹簧。在此，螺旋扭力弹簧具有两个支腿，这两个支腿交替地与从动元件的弹簧止挡和摇臂的弹簧止挡配合作用。蓄力器尤其这样设计，使得在摇臂枢转时螺旋扭力弹簧的第一支腿通过从动元件的弹簧止挡被固定保持，而螺旋扭力弹簧的第二支腿被带动，从而由此可以将螺旋扭力弹簧张紧。
按照本发明的蓄力器尤其也设置有棘爪拉力弹簧，该棘爪拉力弹簧将第一棘爪和第二棘爪机械联接并且将第一棘爪和第二棘爪预紧到从动元件的外轮廓上，从而第一棘爪辊和第二棘爪辊经由棘爪拉力弹簧可以进入到或者被压到从动元件的第一止动位置或第二止动位置。从动元件的外轮廓构成为用于第一和第二棘爪辊的弯曲部或者说控制凸轮。
在上述实施方式中所述的从动元件尤其是负载转换开关驱动轮。因为为此可以使用一些在现有技术中不同的并且常用的机械构件，所以省去对从动元件作为负载转换开关驱动轮的进一步描述和阐释。因此对于本领域技术人员显而易见的是，负载转换开关驱动轮例如包括带有孔的工件，其它的零件、例如滚动轴承装入到该工件中。
按照本发明的用于有载分接开关的蓄力器的优点在于，由于整体的结构和较少的装入蓄力器中的构件而提供一种节约空间的并且简单的蓄力器。此外，蓄力器通过设置螺旋扭力弹簧还具有另一个优点，即，蓄力器可以用于在变化的转动方向或者说枢转方向中的切换并且因此独立于驱动方向使用，而在现有技术中已知的、径向的、摩擦减小的并且因此损失减少的用于有载分接开关的蓄力器是依赖于方向的。此外，按照本发明的蓄力器通过总体来说较少装入的构件而在其制造成本和维修成本方面是少的。
按照本发明的蓄力器的另一个优点是，如上文已经对于从动元件所描述的那样，通过使用滚动轴承而保持少的由摩擦产生的能量损失。
附图说明
接下来参照附图更加详尽地描述本发明和其优点。其中：
图1示出按照本发明的蓄力器的从上方观察的透视图；
图2示出在图1中示出的蓄力器的从下方观察的透视图；
图3示出蓄力器的透视图，其中，第一棘爪位于从动元件上的第一止动位置并且第二棘爪位于从动元件上的第二止动位置；
图4示出按照图3的蓄力器的透视图；
图5示出蓄力器的另一透视图，其中，第一棘爪、第二棘爪和用于机械联接这两个棘爪的棘爪拉力弹簧未被示出；
图6示出蓄力器的另一透视图，其中，为了清楚起见，齿轮、曲柄和连杆未被示出；
图7示出按照图6的蓄力器的从上方观察的透视图；和
图8示出蓄力器的俯视图。
具体实施方式
在各图中，对于本发明的相同或者作用相同的元件使用相同的附图标记。此外，为了清楚起见，在各个附图中仅示出对于描述相应的附图所需的附图标记。
图1示出按照本发明的用于有载分接开关的蓄力器1的从上方观察的透视图。蓄力器1在此具有设置在可转动的驱动轴11上的第一齿轮5，该第一齿轮经由第三齿轮9驱动曲柄13。在第一齿轮5和第三齿轮9之间设置有第二齿轮7，从而曲柄13的旋转角ω2等于驱动轴11的旋转角ω1。对于本领域技术人员显而易见的是，按照本发明的蓄力器1在其它实施方式中也可以设置多于或者少于三个齿轮5、7、9。
因为曲柄13与弹性元件15处于机械连接，所以弹性元件15在驱动元件17上紧时可以被张紧。从动元件29在弹性元件15张紧之后可以被触发并且突然枢转。
按照本发明，驱动元件是摇臂17。摇臂17优选可以包括装入的滚动轴承(不可见)，从而由摩擦产生的能量损失小。
如在图2中所示，摇臂17具有第一摇臂辊21和第二摇臂辊23，所述第一摇臂辊和第二摇臂辊分别交替地操纵第一棘爪25和第二棘爪27，其中，第一棘爪25围绕第一棘爪支座31可枢转地构成并且第二棘爪27围绕第二棘爪支座33可枢转地构成。
此外，在此按照本发明，如在按照图3和图4的蓄力器1的另外的透视图中所示，为第一棘爪25在从动元件29上配设第一止动位置39和第二止动位置41并且为第二棘爪27在从动元件29上同样配设第一止动位置43和第二止动位置45。因此，第一棘爪25和第二棘爪27根据摇臂17的位置交替地位于第一止动位置39、43和第二止动位置41、45。
同样如在图3和图4中所示，第一棘爪25具有第一棘爪辊35并且第二棘爪27具有第二棘爪辊37，第一棘爪25可以以所述第一棘爪辊进入第一止动位置39或第二止动位置41，第二棘爪27可以以所述第二棘爪辊进入第一止动位置43或第二止动位置45，从而通过构成第一棘爪辊35和第二棘爪辊37和配设给这两个棘爪辊的第一止动位置39、43和第二止动位置39、43，从动元件29被防止旋转。
就此而言再次参照图2，按照本发明的蓄力器1在此示出棘爪拉力弹簧47。所述棘爪拉力弹簧47尤其为此设置成，使得该棘爪拉力弹簧将第一棘爪25和第二棘爪27机械联接并且将第一棘爪25和第二棘爪27预紧到从动元件29的外轮廓30上、如在此预紧到弯曲部上，从而第一棘爪辊35经由棘爪拉力弹簧47可进入到或者被压到从动元件29的第一止动位置39或第二止动位置41，第二棘爪辊37经由棘爪拉力弹簧47可进入到或者被压到从动元件29的第一止动位置43或第二止动位置45。
此外，按照本发明的蓄力器1规定，如在所有从图1至图4中所示的那样，连杆19将曲柄13和摇臂17机械联接并且弹性元件优选是弹簧15。在此，同样如在所有至此所述的从图1至图4中所示的那样，弹簧15构成为螺旋扭力弹簧。为此，螺旋扭力弹簧15具有两个支腿49、51，这两个支腿交替地与从动元件29的弹簧止挡53和摇臂17的弹簧止挡55配合作用。蓄力器1尤其这样设计，使得在摇臂17枢转时螺旋扭力弹簧15的第一支腿51通过从动元件29的弹簧止挡53被固定保持，而螺旋扭力弹簧15的第二支腿55被带动，从而由此螺旋扭力弹簧15可以被张紧。
从动元件29优选是负载转换开关驱动轮。为了清楚起见，放弃对从动元件29作为负载转换开关驱动轮的进一步地描述和阐释，因为这在现有技术中是普遍已知的并且是常用的。
根据在图1至图4中已经描述的特征简单阐述按照本发明的蓄力器1的工作原理。由驱动轴11驱动的曲柄13通过机械联接将转动运动传递给连杆19，从而利用转动运动来驱动的连杆19通过与摇臂17的机械连接能够实现摇臂17的枢转。通过枢转摇臂17一方面张紧弹簧15并且例如也将第一摇臂辊21压靠到第一棘爪25上并且因此使第一棘爪25围绕第一棘爪支座31转动。由此第一棘爪辊35也可以从其第一止动位置39运动，这又意味着取消对从动元件29的固定。因此，在该切换之后第一棘爪辊35从第一止动位置39变换到第二止动位置41(对此见图3和图4)，其中，第二棘爪辊37在此同时从第二止动位置45变换到第一止动位置43(对此同样见图3和图4)。如果第一棘爪辊35又到达第一止动位置39或第二止动位置41并且第二棘爪辊37又到达第一止动位置43或第二止动位置45，那么按照本发明的蓄力器1又位于终端位置并且负载转换开关位置被固定。
因为所有的特征已经在图1至图4中描述并且其它的图5至图8仅示出按照图1至图4的另外的透视图，所以就此而言不再作进一步附图说明。
本发明参照优选的实施方式进行了描述。然而对于每个本领域技术人员显而易见的是，可以实施变型方案和更改方案，而在此不背离所附权利要求的保护范围。虽然上述讨论的实施例仅用于描述要求保护的教导，但这并不局限于这些实施例。
附图标记列表
1     蓄力器
5     第一齿轮
7、9  另外的齿轮
11    驱动轴
13    曲柄
15    弹性元件、弹簧
17    驱动元件、摇臂
19    连杆
21    第一摇臂辊
23    第二摇臂辊
25    第一棘爪
27    第二棘爪
29    从动元件
30    外轮廓
31    第一棘爪支座
33    第二棘爪支座
35    第一棘爪辊
37    第二棘爪辊
39    第一棘爪的第一止动位置
41    第一棘爪的第二止动位置
43    第二棘爪的第一止动位置
45    第二棘爪的第二止动位置
47    棘爪拉力弹簧
49    第一支腿
51    第二支腿
53    从动元件的弹簧止挡
55    摇臂的弹簧止挡
ω1   驱动轴的旋转角
ω2   曲柄的旋转角

Claims (8)

1.一种用于有载分接开关的蓄力器(1)，该蓄力器具有设置在可转动的驱动轴(11)上的第一齿轮(5)，该第一齿轮经由至少一个另外的齿轮(7、9)驱动曲柄(13)，其中，所述曲柄(13)与弹性元件(15)处于机械连接，该弹性元件在驱动元件(17)上紧时能够被张紧，并且从动元件(29)在所述弹性元件(15)张紧之后能够被触发并且突然枢转，
其特征在于，
所述驱动元件是摇臂(17)，该摇臂具有第一摇臂辊(21)和第二摇臂辊(23)，所述第一摇臂辊和第二摇臂辊分别交替地操纵第一棘爪(25)和第二棘爪(27)，其中，为所述第一棘爪(25)在所述从动元件(29)上配设第一止动位置(39)和第二止动位置(41)并且为所述第二棘爪(27)在所述从动元件(29)上同样配设第一止动位置(43)和第二止动位置(45)，从而所述第一棘爪(25)和第二棘爪(27)根据所述摇臂(17)的位置而交替地位于所述第一止动位置(39、43)和所述第二止动位置(41、45)。
2.按照权利要求1所述的蓄力器(1)，其中，所述第一棘爪(25)具有第一棘爪辊(35)并且所述第二棘爪(27)具有第二棘爪辊(37)，第一棘爪(25)能够以所述第一棘爪辊进入第一止动位置(39)或第二止动位置(41)，第二棘爪(27)能够以所述第二棘爪辊进入第一止动位置(43)或第二止动位置(45)。
3.按照权利要求1或2所述的蓄力器(1)，其中，所述第一棘爪(25)围绕第一棘爪支座(31)可枢转地构成并且所述第二棘爪(27)围绕第二棘爪支座(33)可枢转地构成。
4.按照权利要求1所述的蓄力器(1)，其中，连杆(19)将所述曲柄(13)和所述摇臂(17)机械联接。
5.按照权利要求1所述的蓄力器(1)，其中，所述弹性元件是弹簧(15)，该弹簧构成为螺旋扭力弹簧。
6.按照权利要求1或5所述的蓄力器(1)，其中，所述弹簧(15)具有两个支腿(49、51)，这两个支腿交替地与所述从动元件(29)的弹簧止挡(53)和所述摇臂(17)的弹簧止挡(55)配合作用。
7.按照上述权利要求中任一项所述的蓄力器(1)，其中，棘爪拉力弹簧(47)将所述第一棘爪(25)和第二棘爪(27)机械联接并且将所述第一棘爪(25)和第二棘爪(27)预紧到所述从动元件(29)的外轮廓(30)上。
8.按照权利要求1所述的蓄力器(1)，其中，所述从动元件(29)是负载转换开关驱动轮。
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