CN101840797A - 尤其用于控制高压或中压断路器的机械控制装置 - Google Patents

尤其用于控制高压或中压断路器的机械控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种尤其用于控制高压或中压断路器的机械控制装置(10)，包括传动轴(12)，所述传动轴适于与被控制的设备啮合；主动齿轮(66)，所述主动齿轮安装于在其上旋转的所述传动轴(12)上并通过电机单元(14)而被驱动旋转；从动齿轮(68)，强制所述从动齿轮与传动轴(12)旋转；以及带有至少一移位装置(58)的旋转件(52)，由于所述旋转件(52)的旋转，所述移位装置可同时啮合于所述两齿轮(66，68)的两各自的槽(90，104，128)内以使所述传动轴(12)被驱动旋转，并可从至少一所述槽脱开以使所述传动轴(12)被锁定而无法旋转。

Description

尤其用于控制高压或中压断路器的机械控制装置
技术领域
本发明涉及用于电开关设备，特别是用于高压或中压电路断路器的机械控制装置领域，更一般地，还涉及包括驱动旋转的传动轴的装置和以一些列分散的预定角位锁定所述传动轴的装置类型的机械控制装置领域。
高压和中压断路器用于断开带电电网的一部分，例如高压线、变压器，或者例如变电站的一部分，以便工人可安全地进入。
这些断路器包括可在打开电路位置与关闭电路位置间移动的电流接触器。一些断路器具有专用的接地第三位置，而其电流接触器还可在所述打开位置与所述接地位置间移动。
用于控制断路器的装置必须非常可靠，从而将所述断路器失灵和损坏的风险以及工作于高压和中压线和开关设备上的工人面临事故的风险最小化。
三位断路器控制装置必须特别设计成防止从所述关闭位置到所述接地位置的任何直接通路，反之亦然，相反地，必须迫使所述断路器在离开其关闭位置或其接地位置时通过所述打开位置。
为了获得高水平的可靠性，这些装置包括了复杂的机械装置，在所述机械装置中包含了大量机械部件，这使得这些装置相对昂贵、重且体积大。
背景技术
例如，此类控制装置在文献EP1659601A1中进行了描述。所述装置包括传动轴，所述传动轴带有带槽齿轮并包含用于将其啮合于具有三个切换位置的电开关设备的可移动电流接触器的装置。所述装置还包括副轴，在所述副轴上安装有齿轮，所述齿轮通过电机而被驱动旋转并带动两个相对设置的带角的滚轮。
在运行中，所述传动轴在旋转阶段与静止阶段间转换，在所述旋转阶段，所述滚轮之一啮合于所述带槽齿轮的槽中并驱动所述齿轮旋转，在所述静止阶段，无滚轮啮合于所述带槽齿轮的槽中。所述齿轮与所述带槽齿轮因此共同形成“马尔特机构间歇传动轮”，有时也称为“马尔他十字槽轮机构”。在所述传动轴静止阶段中，所述轴在所述三个切换位置之一并被锁定装置锁定而无法旋转。
此外，前面提及文献所述的装置还可包括用于将所述电机传动的扭矩限制于所述传动轴的装置。
这些扭矩限制装置安装在所述传动轴上并在一旦发生突发事件，例如干扰与所述装置啮合的所述电开关设备的可移动电流接触器时限制对所述控制装置损坏的风险。
然而，这样的装置具有重量和体积大的缺点，由于其安装在所述传动轴上且由于所述轴传动的大扭矩，重量和体积大是必须的。
目前，在某种意义上，受马尔特机构间歇传动轮的影响，在驱动所述旋转的传动轴的每个阶段中，所述副轴与所述传动轴间的扭矩传动比在零与最大值之间变化，这限制了不在所述传动轴上、而在别处提供扭矩限制装置的可能性。
发明内容
本发明的一特殊目的是提供一种避免上述缺点的、对这些问题简单、经济且高效的解决方案。
特别地，本发明提供一种用于控制设备，尤其用于控制电开关设备的机械控制装置，所述装置相对紧凑且在重量上相对较轻。
本发明还提供一种机械控制装置，在所述装置中，由电机单元驱动的旋转驱动件与设计驱动连接装置的旋转从动件之间的所述传动比恒定或仅轻微变化，以便用于限制传动到所述从动件的所述扭矩的装置可设置在所述电机单元与所述驱动件之间，特别是在所述电机单元附近，从而将整体尺寸以及所述扭矩限制装置的质量最小化。
本发明因此建议一种控制装置，包括连接装置，所述连接装置适于与被控制的设备连接，所述连接装置按照对应于被控制的所述设备不同运行状态的预定角位可旋转地移动和锁定，该控制装置包括：主动齿轮，所述主动齿轮通过电机单元而被绕轴旋转驱动；从动齿轮，安装成从动齿轮以绕所述轴旋转并强制所述从动齿轮与所述连接装置旋转；以及用于在驱动模式与锁定模式间切换的装置，所述驱动模式用于驱动所述连接装置旋转，在所述驱动模式中，所述主动齿轮机械连接于所述从动齿轮，从而驱动所述从动齿轮旋转，所述锁定模式用于锁定所述连接装置的角位，在所述锁定模式中，所述两齿轮可相对于彼此自由旋转。所述切换装置包括旋转件，安装所述旋转件以绕平行于所述齿轮所述轴的轴旋转。所述旋转件带有至少一移位装置，由于所述旋转件的旋转，所述移位装置可同时分别啮合于两形成在所述两齿轮外围边缘的槽内以导致转接入所述驱动模式，并可从至少一所述槽脱开以导致转接入所述锁定模式。
当改变由所述空制装置控制的所述设备的运行模式时，所述切换装置能使所述两共轴齿轮机械连接，从而所述主动齿轮驱动所述从动齿轮旋转，因而也驱动所述控制装置的所述连接装置旋转；当所述连接装置已到达对应于所述设备需要的运行模式的位置时，所述切换装置能使所述两齿轮相对彼此自由旋转，从而即使所述主动盘继续旋转直到所述电机单元停止，所述从动齿轮和所述连接装置也不再被驱动旋转。
由于所述旋转件的旋转，所述至少一移位装置可选择地使所述两共轴齿轮机械相连，且然后相对于彼此自由，以便将所属连接装置从第一角位驱动至第二角位。
该结构限制在所述驱动模式下所述主动齿轮与所述从动齿轮之间传动比的变幅。
特别地，在所述驱动模式中，所述两齿轮之间的所述传动比优选在0.5到1.5的范围内。
如下更清楚明显的，此种数值范围是有利的，因为当必要时，其通过减少所述传动比而使施加于所述从动齿轮的扭矩增加，同时保持足够高的传动比以避免现有技术装置的马尔特机构间歇传动轮机构遇到的问题。
特别地，在所述驱动模式中，有利的是所述两齿轮可被所述切换装置强制共同旋转。
在此情况下，被强制与所述连接装置旋转的所述从动齿轮与被所述电机单元驱动的所述主动齿轮一致地旋转，从而所述两齿轮间的传动比等于1。因此所述电机单元与所述连接装置间的传动比恒定。
在本发明的一实施例中，所述齿轮内的所述槽延径向延伸，从而所述两齿轮彼强制以所述驱动模式一致共同旋转。
如上所述，所述电机单元与所述连接装置间的传动比因而在所述驱动模式保持恒定。
在本发明的另一实施例中，所述槽中的至少一个具有弯曲的轮廓，结果当切换到所述驱动模式时，所述两齿轮之间的传动比小于1，从而将所述连接装置从第一所述预定角位驱动至第二所述预定角位。
因此，当所述从动齿轮被驱动旋转时，施加于所述从动齿轮的扭矩更大，这能是有利的，特别是如果被控制的所述设备在从对应于所述第一角位的一定运行模式变为对应于所述第二角位的另一模式之初反抗相对大的抗扭矩。这例如在使高压电断路器活动触头和固定触头分离时出现，从而从关闭的运行模式变为打开的运行模式。
所述旋转件优选包括多个移位装置，所述移位装置设置成围绕其轴，而每个所述齿轮优选包括在其圆周部中的多个槽。
所述主动齿轮中槽的数量少于所述连接装置预定部的数量，因此所述主动齿轮中的一槽对应于两预定位置间的每个运动。
所述从动齿轮中的所述槽优先包括两个浅端槽和深的中间槽。所述中间槽的数量与所述主动齿轮内槽的数量相同。
如下变得更清楚明显的是，将所述中间槽设计用于通过所述主动齿轮驱动所述从动齿轮，还用于在对应于所述连接装置预定角位的角位中锁定所述从动齿轮，而所述端槽仅对锁定所述从动齿轮起作用。
所述槽优选规则地分布于每个所述齿轮圆周的所述部分。
可选地，如果所述连接装置的预定角位不以正规的间隔角限定，所述槽可以适当的不规则方式分布。
有利地，所述旋转件的两相邻移位装置部分啮合于各自的所述从动齿轮内的相邻槽内，从而在所述连接装置在所述预定角位之一时将其锁定而不能旋转。
通过使所述从动齿轮以及所述旋转件彼此静止，这些移位装置因而能使所述从动齿轮、进而使所述连接装置被锁定于其预定角位。
所述两齿轮和所述旋转件优选在所述连接装置位于一所述预定角位时使所述两相邻移位装置向所述主动齿轮的外围边缘挤压。
在所述锁定模式中，部分啮合于所述从动齿轮中两槽内的所述两相邻移位装置承受所述主动齿轮边缘的事实使所述旋转件、进而也使所述从动齿轮与所述连接装置静止而无法旋转。
有利地，当所述连接装置位于所述预定角位之一内时，以所述从动齿轮的上述相邻槽的侧翼接触所述两相邻移位装置的各点分别位于通过所述旋转件的所述轴并通过所述两相邻移位装置各自轴的平面内，因此所述旋转件的旋转同时造成所述槽之一内的所述移位装置的啮合以及另一移位装置从另一槽脱离。
因此，从将所述连接装置锁定在其预定角位的状态开始，当所述主动齿轮内的槽位于角位以便其槽口与所述移位装置啮合于其中的所述从动齿轮内的所述槽的槽口相符时，所述旋转件小的旋转运动足够进入所述驱动模式，从而将旋转的所述连接装置驱动至另一角位。
有利地，所述主动齿轮的所述外围边缘具有齿牙，所述齿牙之一在所述两相邻移位装置上施加径向向外的压力，从而在命令修改被控制的所述设备的运行模式的情况下使所述旋转件旋转。
这样的旋转使所述移位装置从所述从动齿轮中的槽内脱离，同时伴有另一所述移位装置啮合于所述两齿轮中各槽内。
所述齿牙优选具有弯曲的侧面，借此所述移位装置可滑动或滚动，从而导致从所述锁定模式到所述驱动模式改进的变化。
一般来说，所述齿牙形成控制所述旋转件所述角位的装置。
有利地，所述主动齿轮包括齿轮部，所述齿轮部的半径比该主动齿轮的半径R1更大，且其外周边缘具有通过半径边连接于半径R1的所述主动齿轮所述边缘部的端部，所述半径边可向所述相邻移位装置之一挤压，从而在所述连接装置位于作为所述预定角位之一的极限位置时限制所述主动齿轮旋转。
如果发生所述装置所述电机单元的延时停机时，这些半径边因而形成用于所述主动齿轮的限制阻挡。
所述旋转件优选包括两相同的叠置三角板，所述三角板以各顶部安装在下面提到为所述副轴的轴上，所述各顶部由铆钉成对相连，并带有安装在这些铆钉上的圆形部圆柱形滚轮，以在铆钉上旋转并形成所述移位装置。
所述圆形部圆柱形滚柱具有的优点是：其可在与所述主动齿轮边缘接触时以及与所述两齿轮的所述槽的侧翼接触时滚动。
具有两叠置板的结构赋予所述旋转件良好的硬度并确保所述滚柱在其各铆钉上的保持力。
所述控制装置优选包括用于限制由所述电机单元传动到所述主动齿轮的扭矩的装置，设置在所述电机单元与轴上的所述主动齿轮之间的所述装置从所述齿轮的所述轴分离。
由于所述主动齿轮与所述从动齿轮间传动比被限制的变幅，在将能量从所述电机单元传动到所述主动齿轮的系统内的任一点并入扭矩限制装置是可能的。因此，将这些装置尤其设置在位于所述电机单元附近的、扭矩相对低的轴上是可能的，因而能使用相对低质量、相对小整体尺寸以及相对低成本的扭矩限制装置制造。
有利地，所述电机单元包括电机，所述电机使其旋转轴平行于所述装置的地盘板并驱动斜交伞齿轮，所述斜交伞齿轮具有一轴平行于所述电机轴且其其他轴垂直于所述地盘板并平行于所述齿轮的轴。
此构造使所述装置特别紧凑。
可选地，如果实际有利，所述电机的旋转轴可平行于所述齿轮的轴。
此外，所述控制装置优选包括指示器装置，所述指示器装置用于将所述连般装置的角位指示给控制所述电机单元的装置。
这些指示器装置能在所述连接装置已到达需要的角位后在改变所述连接装置角位的操作的最后使所述电机单元自动停止。
有利地，所述连接装置形成在传动轴的一端上，所述传动轴带有所述从动齿轮，且在所述传动轴上，安装所述主动齿轮以自由旋转。
该构造提供所述从动齿轮与所述连接装置间简单和可靠的机械连接。
因此，有利地，所述控制装置包括主动齿轮，所述主动齿轮固定于所述主动齿轮并安装在所述传动轴上以在其上自由地旋转。
该齿轮因此将能量从所述电机单元传动到所述主动齿轮。
有利地，所述连接装置适于连接于高压或中压电断路器，例如具有三个切换位置的断路器。
由于其高可靠性和小的整体尺寸，本发明的所述装置尤其适合于控制此类电开关装置。
然而，本发明并不局限于控制这样的断路器，而本发明的所述装置可有利地用于控制具有在不连续的一系列角位中可旋转移动的连接件的任何类型的设备。
附图说明
当阅读通过非限制性举例给出的以下说明并参照附图时，可更好理解本发明，且其其他细节、优点和特征将变得明显。
图1是按照本发明第一优选实施例的所述控制装置的示意性透视图；
图2是大致从高处看的图1所示装置一部分的示意性透视图；
图3是以通过各传动轴的旋转轴和所述装置的副轴的剖面的图1一部分的更大范围的透视图；
图4是图1的所述装置的主动齿轮的示意性透视图；
图5是图1的所述装置的从动齿轮的示意性透视图
图6至10是图1的所述装置的部分示意性平面图，在所述装置操作的各阶段示出所述装置的所述两齿轮和所述旋转件；以及
图11是与图10相似的视图，显示按照本发明第二优选实施例的装置。
具体实施方式
图1显示了用于控制断路器(未示出)的机械装置10，所述断路器以三个切换位置，切换为为高压或中压电路。
所述装置10包括：传动轴12，所述传动轴适于啮合于上述类型断路器的活动触头；电机14；用于将能量由所述电机14传动至所述传动轴12的装置；用于将所述传动轴12的角位指示给辅助开关16的装置15，所述装置15特别是用于控制所述电机并发出所述传动轴12的所述角位信号，以及底板17，所述装置的主要部件安装在所述底板上。
所述装置10还包括上底板，为了显露出所述装置的内部部件，在图中未示出所述上底板。如下将更清楚明显地，该上板固定于立柱19，所述立柱连接于所述底板17并用于支撑所述装置的一定部件。
图2示出所述电机14具有旋转输出轴20，所述电机固定于所述底板17，从而其旋转轴20平行于所述底板。
所述电机14的所述旋转轴20带有齿轮(隐藏于图2中)，所述齿轮与减速齿轮22啮合，所述减速齿轮依次与另一减速齿轮24啮合，这两个减速齿轮由各自的、平行于所述电机14的所述旋转轴20的旋转轴26和28支撑。
所述减速齿轮24包括斜面齿轮29，所述斜面齿轮由所述轴28的一端支撑并与斜面齿轮30啮合。该斜面齿轮30固定于轴32的上端，所述轴32安装在所述底板17上以在其上旋转，且垂直于所述底板17并因此垂直于所述轴28。
所述斜面齿轮29和30形成斜交伞齿轮，所述斜交伞齿轮使所述电机14绕平行于所述底板17的轴旋转运动，从而传动到扭矩限制装置33，所述扭矩限制装置具有垂直于所述底板17的旋转轴。
最终，所述轴32带动齿轮34在其上旋转，所述齿轮与安装在轴38上的齿轮36啮合，所述轴38平行于所述轴32。所述轴38带动减速齿轮(隐藏于图2中)。在图2显示的例子中，所述轴38上的所述减速齿轮位于安装在所述底板17上的轴底端与所述轴上的所述齿轮36之间。
所述轴38带动所述扭矩限制装置33，所述扭矩限制装置限制由所述齿轮36传递扭矩至该轴38上的所述减速齿轮。
所述扭矩限制装置33可为已知的类型，例如包括设置在所述齿轮36的各盖面齿侧与所述减速齿轮间的球；形成在这些齿侧的各表面中以部分容纳所述球的槽；以及卷簧40，所述卷簧按照所述减速齿轮的方向将轴向压力施加到所述齿轮36，从而将所述球保持在所述槽内，进而形成可脱离的传动机构，所述传动结构有时指“球形扭矩限制器”，其一个例子在上述现有技术文献EP1659601的图5中示出。
所述装置10还包括副轴42，所述副轴安装在所述底板17上并沿着与其垂直的轴43延伸。
如在图3中可更清楚看到的，所述副轴42带有轴套44，所述轴套安装在所述轴42上以在其上自由旋转并具有齿形上部46和下部48，所述下部具有多边形，例如六边形的外表面。
齿轮50围绕所述轴套44的所述下部48安装并与所述轴38上的所述减速齿轮相啮合。该齿轮50包括中央孔，所述中央孔的剖面与所述轴套44的所述下部48相配合。这样的布置强制所述轴套44的所述上部46与所述齿轮50共同旋转。
所述装置10还包括旋转件52，所述旋转件安装在所述副轴42上以在其上自由旋转，以便其可相对于由相同副轴带有的所述轴套44自由旋转。
所述旋转件52包括基本上为等边三角形的第一板54，所述第一板包括用于将其安装在所述副轴42上的中央孔。每个所述第一板的顶部具有基本通过它的铆钉56的一端，所述铆钉垂直于所述板的平面。每个铆钉56带有安装在所述铆钉上以在其上旋转的圆柱形滚轮58，并使其另一端固定于与所述第一板54相同的第二板59的顶部，从而在轴向上保持所述旋转滚轮58。
所述传动轴12平行于所述副轴42并具有安装在所述底板17中的下端，所述下端包括形成连接装置的凸起部60，所述连接装置适于使所述传动轴12与被控制的断路器(在图中未示出)啮合。
轴套62安装在所述传动轴12上以在其上自由旋转。主动齿轮64和主动盘66围绕所述轴套62固定安装，从动盘68安装在所述传动轴12的上端，以便使所述主动齿轮64和所述两盘66和68共轴。
所述主动齿轮64和所述主动盘66通过铆钉70固定于所述轴套62，例如，每个铆钉穿过分别形成于所述轴套62上的环形肩72和围绕所述轴套62安装的环74中的两个对齐的孔。如图3中可看到的，所述肩72位于所述主动盘66的下侧面与所述主动齿轮64的上侧面之间，而所述环74由所述铆钉70抵靠于所述齿轮64的所述下侧面上。
所述从动盘68包括多边形，例如六边形剖面的中央孔，所述传动轴12的部分76通过所述中央孔，所述部分具有形状与所述从动盘68中的孔的配对的剖面，以便所述从动盘68和所述传动轴12被强制共同旋转。
图4示出所述主动盘66包括圆形剖面的中央孔78，用于将主动盘66围绕所述轴套62安装。
该主动盘66具有整体上圆形的、半径为R1的、位于所述盘的轴82中央的外围边缘80。该外围边缘80包括围绕其圆周规则分布且呈现出曲面侧翼的三齿牙84、86和88。
所述主动盘66还包括两径向槽90和92，所述槽具有切入所述盘外周边缘80的U形轮廓，所述槽分别形成于所述齿牙84与86以及所述齿牙86与88的中间。所述槽90和92的内宽略大于所述滚轮58剖面的直径，从而使所述滚轮58啮合于这些槽内。
所述槽90和92相对于所述齿牙86定位，以便当所述主动盘66位于所述槽90或92之一面对所述旋转件52的第一滚轮58的角位时，与上述槽相对的所述齿牙侧边上的所述齿牙86的侧翼与所述旋转件52的第二滚轮58接触。此情形在下述说明中参照图8进行更详细的解释，在图8中，上述两滚轮分别标记为58a和58b。
所述槽90和92与所述主动盘66的所述外周边缘80保持径向距离，在所述旋转件52的旋转过程中，所述距离足以使所述旋转件52的滚轮58能沿着所述槽90和92的一个或另一个的侧翼运动而不被所述槽的底部阻挡。
所述主动盘66还包括盘部94，所述盘部的半径比所述半径R1更大，并具有外周边缘96，所述外周边缘的两端通过形成所述主动盘66限制器的各径向边98和100连接于所述盘66的外周边缘80。
图5示出所述从动盘68包括四个径向槽102、104、106和108，所述槽以规则的间距切入该盘外边缘的圆弧形部110。该圆弧形部110对向略大于180度的角。
在所示例子中，已切除所述从动盘68不起作用的部分以减轻所述装置的重量。这是为何所述从动盘68的边缘包括连接所述圆弧形部110端部的、基本为直线的部分112的原因。
所述从动盘68的所述外边缘的所述圆弧形部110的半径R2与所述主动盘66的所述半径R1和所述滚轮58剖面的半径之和基本相等。
所述从动盘68内的所述槽包括两半圆形的端槽102和108，所述端槽的半径与所述从动盘68的剖面的半径基本相等；并具有两个U形轮廓的中间槽104和106。
所述从动盘68中的所述槽之间的角距离取决于所述传动轴12在两相邻预定位置间的旋转角。在所示的例子中，该角为60度，由此所述端槽102和108彼此对角相对。
所述中间槽104和106的底部距离所述从动盘68外边缘的所述圆弧形部110一径向距离，所述距离足够所述旋转件52的滚轮58能够在所述旋转件52的旋转过程中在所述中间槽104和106的一个或另一个的侧翼上运动而不被所述槽的底部阻挡。
所述传动轴12与所述副轴42之间的距离、所述旋转件52的各轴与其滚轮58之间的距离、以及在所述从动盘68的所述中间槽104和106的中部径向平面中央上的角度设置为使所述旋转件52的两相邻滚轮58能同时承受所述主动盘66的外周边缘80，同时部分进入所述从动盘68的两相邻槽，例如所述中间槽104和106。
在该位置，所述槽104、106侧翼分别与所述滚轮58a、58b之间的触点P分别与该滚轮58a、58b的轴以及所述旋转件52的轴43在平面115a、115b共面，如图6所示。
如在下面所述装置10的运行解释中更清楚明显的，该特征有利于将上述两滚轮58之一完全啮合于所述从动盘68中的相应槽内，同时将上述滚轮58的另一个从所述从动盘68内的上述槽的另一个脱离。
此外，所述传动轴12的所述轴套62具有齿形下部116(图3)，所述齿形下部与架118啮合，所述架也与齿轮120(图1)啮合，所述齿轮连接于所述开关16，所述开关控制所述电机14的能量供给并发出所述传动轴12位置的信号，进而发出由该装置控制的所述断路器接触位置的信号。
所述轴套62的所述齿形下部116和所述架118因而形成所述装置15，从而向控制所述电机的开关16指示所述传动轴12的角位。
所述装置10的各轴可通过任何合适的装置，例如球轴承122(图3)安装在其各自的支撑中，比如所述板17、所述上底板和立柱19。
图6至10示出上述控制装置的运行，更特别地，显示出所述两盘所述主动盘66和所述从动盘68以及适于驱动该装置的所述传动轴12的所述旋转件52。
图6显示了所述装置10在所述电机14停止且所述传动轴12位于中间位置时的状态，此状态对应于与所述传动轴12啮合的所述断路器在打开模式下的运行。
在此位置，两滚轮58a和58b位于所述主动盘66的所述外周边缘80上，所述齿牙86每侧一个滚轮，从而防止所述旋转件52的旋转。这些滚轮58a和58b分别部分啮合于所述从动盘68的所述中间槽104和106内，因此所述从动盘也被阻止旋转。
图7简单示出运行开始后的所述装置10将所述断路器的运行模式改变为例如所述关闭模式。
在该运行过程中，所述电机首先被操作者或控制系统以第一旋转方向手动开启，从而使所述主动盘66顺时针旋转，该旋转用图7中的箭头126表示。
最终，所述电机14的所述轴20的旋转被接连传动至所述减速齿轮22和24、所述斜面齿轮29、30、所述齿轮34、所述齿轮36、所述扭矩限制器所述扭矩限制装置33、所述轮50、所述轴套44的所述齿形上部46以及紧固于所述主动盘66的所述主动轮64。
所述从动盘68继续被所述滚轮58a和58b阻止旋转，所述滚轮倚靠此时旋转的所述主动盘66的所述外周边缘80滚动，直到所述滚轮58b达到承载所述主动盘66上的所述齿牙86的弯曲侧翼124。
如图8所示，所述主动盘66中的所述槽90叠置于所述从动盘68中的所述槽104中，在所述槽104中已经啮合有所述滚轮58a，因此所述滚轮58b可沿着所述齿牙86的侧翼124的曲面而行，从而使所述旋转件52以与所述主动盘66相反的方向(箭头119)旋转，同时使所述滚轮58a啮合于所述主动盘66的所述槽90中，并使所述滚轮58b从所述从动盘68中的所述槽106脱离。
所述滚轮58a同时分别啮合于所述主动盘66和所述从动盘68中的所述槽90和104，迫使这两个盘共同旋转，因而如图9所示，所述从动盘68和所述传动轴12与继续由所述电机14驱动的所述主动盘66共同旋转。
所述两盘66和68以相同速度旋转，因此所述电机14与所述传动轴12之间的传动比保持恒定。
在所述两盘66和68的共同旋转过程中，所述滚轮58a驱动所述旋转件52旋转并影响所述槽90和104中的倚靠这些槽侧翼滚动的往复运动。
当所述滚轮58a从所述主动盘66中的所述槽90脱离时，所述旋转件52不再由所述主动盘66驱动旋转，所述第三滚轮58c部分啮合于所述从动盘68的所述端槽102中，如图10所示。
所述滚轮58a仍保持部分啮合于所述从动盘68中的所述槽104内，倚靠所述主动盘66的所述外周边缘80静止不动，因此所述旋转件52和所述从动盘68被阻止旋转。
而所述传动轴12位于与所述轴啮合的所述断路器的关闭模式相对应的预定位置。
在用于指示所述传动轴12角位的所述架118的运动后，所述主动盘66可继续旋转，直到所述控制开关16停止所述电机14。
根据与上述顺序相反的运动顺序，所述断路器以相似的方式从所述关闭模式变为所述打开模式。
该切换操作需要以与所述电机14的所述第一旋转方向相反的第二旋转方向开启所述电机14，从而使所述主动盘66以与图7中所述箭头126相反的方向被驱动。而后，所述主动盘66的旋转引起此主动盘上的所述齿牙84的侧翼承受所述旋转件52的所述滚轮58c，从而使该滚轮58c从所述从动盘68中的所述端槽102脱离，同时使所述滚轮58a分别啮合于所述主动盘66和所述从动盘68的槽90和104。
而后，所述滚轮58a使所述从动盘68以恒定的传动比被所述主动盘66驱动，直到该滚轮58a从所述主动盘66中的所述槽90脱离。
所述旋转件52的所述滚轮58b此时啮合于所述槽106，因此如图6所示，稍微早于所述电机14停机之前，所述从动盘68固定不动。
将所述断路器以与前述相似的方式在其打开与接地模式间切换。在此情况下，所述从动盘68和所述主动盘66被所述旋转件52的所述滚轮58b锁定在一起，且在所述接地模式中，通过将所述滚轮58b和58c分别啮合于所述从动盘68中的所述槽106和108，所述从动盘68固定不动。
所述电机14和所述主动盘66从所述打开模式到所述接地模式的旋转方向与图7中由箭头126表示的方向相反。
在所述控制装置10的运行过程中，所述扭矩限制装置33将能量从所述电机14传动至所述齿轮50。
然而，如果所述装置的任何旋转件或由所述装置控制的所述断路器偶然出现故障，该故障传至由所述轴38带有的所述减速齿轮，从而由弹簧40施加的压力不再足以保持分别啮合于该齿轮和所述齿轮36的槽中的所述球。只要此情况出现，所述齿轮36不再被强制与所述轴38上的齿轮旋转，并可自由旋转而不驱动所述齿轮旋转。
因此，如果发生意外故障，所述扭矩限制装置33将传递至所述装置的所述旋转件的力最小化，从而降低了破坏所述装置以及啮合于所述装置的所述断路器的风险。
特别地，这些扭矩限制装置33保护用于指示所述传动轴12位置的所述装置15或所述电机14的所述控制开关16不失灵，这将产生超过其正常行程驱动所述主动盘66的结果，直到该盘的所述径向边98或100之一紧靠于所述旋转件52的所述滚轮58之一的圆柱形表面并使所述扭矩限制装置33脱离。
如果发生啮合于所述控制装置10的所述断路器触点的意外故障，轴上的所述扭矩限制装置33分离于所述连接装置60的所述轴82的布置使所述辅助开关16确保正确发生这些触点位置的信号。
图11显示了根据本发明另一实施例的装置。
在此图11中，与上述装置的部件相同的该装置的部件由与那些部件相同的参考标记表示。
该装置不同于上述装置的是以曲线轮廓槽128代替了所述从动盘68中的所述径向槽104。
该槽128的曲率使该槽128的底部接近于所述从动盘68中的所述槽102。
所述槽128轮廓的曲率中线半径大于位于所述滚轮58设置于其上的所述旋转件52的所述轴43中央的圆C的半径R。
由于图11中所示的、对应于啮合于所述传动轴12的所述断路器运行的所述关闭模式的位置，当所述主动盘66被所述电机14以所述箭头130(图11)表示的方向驱动旋转以驱动所述旋转件52以所述箭头132表示的方向旋转时，所述旋转件52的所述滚轮58a接连啮合于所述主动盘66的所述径向槽90以及所述从动盘68的所述曲线槽128中，并以与上述相似的方式沿着其各自的侧翼朝这些槽的底部移动。
由于所述槽128的曲率，所述从动盘68首先以低于所述主动盘66的速度旋转，因此此时所述两盘之间的传动比小于1。
当所述滚轮58a在其旋转过程中已到达中间位置时，其相对于所述槽的运动方向颠倒，因此该滚轮58a开始以朝向所述槽90和128外部的径向沿那些槽的侧翼移动。
由于所述槽128的曲率，所述从动盘68因而以高于所述主动盘66的速度旋转，因此所述两盘间的传动比此时大于1。
在此构造中，因而在所述从动盘68的旋转过程中所述传动比沿着曲线变化，这使其开始时小于1，而后大于1。当所述从动盘68开始被驱动旋转时，由于所述断路器从所述关闭模式变至所述打开模式，所述槽128的所述曲率因此增加了由所述滚轮58a施加于所述从动盘68的扭矩。
有利的是，从所述关闭模式转变为所述打开模式需要将所述断路器的两触点分离，这通常需要相对大的力。
如上所述，本发明并不局限于参照附图的上述装置。
例如，本发明的控制装置可具有多于三个操作位置，因此所述主动盘66和所述从动盘68中槽的数量多于上述例子的数量。
所述盘66，68中的所述槽还可以不规则的方式围绕所述盘的所述轴82分布，这需要所述旋转件52的所述滚轮58相应地围绕所述旋转件的所述周43设置。当对应于啮合于所述装置的所述断路器的各运行模式的角位不由等角分隔时，这可能是有利的。
此外，所述旋转件52可具有不同的形状而不脱离本发明的范围。例如，为了增加相对于上述例子的滚轮58的数量，该旋转件52的所述板54和59可具有规则的、具有多于三个顶点的正多边形形状。
为了减少所述旋转件52的制造成本，其板54和59还可具有圆盘的形状，而所述滚轮58可设置在这些圆盘的圆周上。
这些滚轮58还可具有多种形状，例如非圆形剖面的圆柱体。而所述滚轮具有足够光滑的接触表面以使所述滚轮以最小的摩擦力在所述盘66和68中的所述槽内运动是非常优选的。
此外，所述电机14的所述轴可分别平行于所述旋转件52和所述传动轴12的所述轴43和82。
另外，所述连接装置60可在与所述主动盘66和所述从动盘68的所述轴分离的轴上并例如通过齿轮机械连接于所述从动盘所述从动盘68，从而使其被强制与所述从动盘68旋转。

Claims (13)

1.一种控制装置(10)，包括连接装置(60)，所述连接装置适于与被控制的设备连接，所述连接装置(60)按照对应于被控制的所述设备不同运行状态的预定角位可旋转地移动和锁定，该控制装置包括：主动齿轮(66)，所述主动齿轮通过电机单元(14)而绕轴(82)旋转驱动；从动齿轮(68)，所述从动齿轮安装成绕所述轴(82)旋转并强制所述从动齿轮与所述连接装置(60)旋转；以及用于在驱动模式与锁定模式间切换的装置(52)，所述驱动模式用于驱动所述连接装置(60)旋转，在所述驱动模式中，所述主动齿轮(66)机械连接于所述从动齿轮(68)，从而主动齿轮(66)可以驱动所述从动齿轮旋转，所述锁定模式用于锁定所述连接装置(60)的角位，在所述锁定模式中，所述两齿轮(66，68)可相对于彼此自由旋转，所述切换装置包括旋转件(52)，安装所述旋转件以绕平行于所述齿轮(66，68)的所述轴(82)的轴(43)旋转，所述旋转件带有至少一移位装置(58)，由于所述旋转件(52)的旋转，所述移位装置可同时分别啮合于两形成在所述两齿轮(66，68)外围边缘的槽(90，104，128)内以导致转接入所述驱动模式，并可从至少一所述槽脱开以导致转接入所述锁定模式。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述两齿轮(66，68)内的所述槽(90，104)延径向延伸，从而所述两齿轮(66，68)被强制以所述驱动模式共同旋转。
3.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：在所述主动齿轮(66)和/或所述从动齿轮(68)中的所述槽中的至少一个(128)具有弯曲的轮廓，结果当从所述锁定模式切换到所述驱动模式时，所述两齿轮(66，68)之间的传动比小于1，从而将所述连接装置(60)从第一所述预定角位驱动至第二所述预定角位。
4.如权利要求1至3任一项所述的控制装置，其特征在于：所述旋转件(52)包括多个移位装置(58)，所述移位装置设置成围绕其轴(43)。
5.如权利要求4所述的控制装置，其特征在于：每个所述齿轮(66，68)包括在所述齿轮圆周部中的多个槽(90，92，102，104，106，108，128)。
6.如权利要求5所述的控制装置，其特征在于：所述旋转件(52)的两相邻移位装置(58，58a，58b，58c)部分啮合于各自的所述从动齿轮(68)内的相邻槽(102，104，106，108，128)内，从而在所述连接装置(60)在所述预定角位之一时将其锁定而不能旋转。
7.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于：所述齿轮(66，68)和所述旋转件(52)在所述连接装置(60)位于一所述预定角位时使所述两相邻移位装置(58)向所述主动齿轮(66)的外围边缘(80)挤压。
8.如权利要求6或7所述的控制装置，其特征在于：当所述连接装置(60)位于所述预定角位其中的一个位置上时，以所述从动齿轮(68)的所述相邻槽(104，106，128)的侧翼接触所述两相邻移位装置(58)的每个点(P)分别位于通过所述旋转件(52)的所述轴(43)，并通过所述两相邻移位装置各自轴的平面内，因此所述旋转件(52)的旋转同时造成所述移位装置(58)之一啮合于所述槽(104，106，128)之一内，并且所述移位装置(58)从另一槽(102，104，106，108，128)脱离。
9.如权利要求6至8任一项所述的控制装置其特征在于：所述主动齿轮(66)的所述外围边缘(80)具有齿牙(84，86，88)，所述齿牙中的一个在所述两相邻移位装置(58)上施加径向向外的压力，从而在命令修改被控制的所述设备的运行模式的情况下使所述旋转件(52)旋转。
10.如权利要求6至9任一项所述的控制装置其特征在于：所述主动齿轮(66)包括齿轮部(94)，所述齿轮部的半径比该主动齿轮(66)的半径(R1)更大，且其外周边缘(96)具有通过半径边(98，100)连接于所述主动齿轮(66)的所述外周边缘(80)，所述半径边可向所述相邻移位装置(58)之一挤压，从而在所述连接装置(60)位于所述预定角位之一时限制所述主动齿轮(66)旋转。
11.如权利要求1至10任一项所述的控制装置，其特征在于：所述旋转件(52)包括两相同的叠置三角板(54，59)，所述三角板安装在轴(42)上，所述三角板的各顶部由铆钉(56)成对相连并带有安装在所述铆钉(56)上的圆形部圆柱形滚轮(58)，以在铆钉上旋转并形成所述移位装置(58)。
12.如权利要求1至11任一项所述的控制装置，其特征在于：所述控制装置包括用于限制由所述电机单元(14)传动到所述主动齿轮(66)的扭矩的装置(33)，设置在所述电机单元(14)与轴上的所述主动齿轮(66)之间的所述装置(33)从所述齿轮(66，68)的所述轴(82)分离。
13.使用如权利要求1至12任一项所述的控制装置控制高压或中压的电开关设备。
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