CN102903547B - 用于开关仪器的驱动单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操纵开关设备中的开关仪器的模块化地构建的机电的驱动单元，其由第一模块和可更换的第二模块构建而成，其中，模块相应实施为分离的单元。第一模块包括：与布置在驱动轴上的心轴相连接的驱动；用于手动操作或马达操作的机电的止动装置；用于手动操作的机械联接部；固定部件、承载部件和罩壳部件。第二模块对应于驱动单元的所设置的功能包括锁止装置、带有用于蜗轮传动装置的支承装置的蜗轮传动装置的安装到承载部件中的蜗轮和/或用于双稳态的弹性机构的双稳态的驱动机构。

Description

用于开关仪器的驱动单元

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于驱动优选地气体绝缘的开关设备的开关仪器(Schaltgerät)的模块化地构建的机电的驱动单元。例如，根据本发明的驱动单元可被用于操纵在低压、中压或高压开关设备中的电气功率开关、断路开关、接地开关或组合的断路和接地开关并且也可应用在空气或真空隔绝的开关设备中。

背景技术

通常使用机电的驱动单元以操纵电气电路断路器和开关仪器的接触系统。这样的驱动单元被应用在低压、中压和高压范围中。

目前所应用的驱动单元对应于对相应的开关仪器的技术要求来开发并且在其结构上的设计方案中相区别。因此，迄今已知的驱动单元具有大量构件，其必须被与该高的要求相匹配。该驱动单元的各个组件大多集成到相应的仪器中并且不形成分离的驱动单元。

尤其地，驱动单元必须显示出高的可靠性、对于冲击和过载的稳固性、在宽的温度范围上的稳定性、不仅在手动的而且在自动的模式中的高的运行安全性、可靠的状态显示和快速的机械响应特性。

在已知的驱动单元与这些要求相匹配时，大量构件必须被单独地匹配。对此典型地，复杂的、高质量的且因此昂贵的结构是必要的，其主要基于机电的下级的子系统。

尤其地，在驱动单元使用在高压开关设备的领域中时，高的成本伴随构件的匹配。在此，驱动单元的各个组件的制造和组装以及组装的单元的测试示出为特别成本集中的。

倘若鉴于小的成本来设计驱动单元，目前在质量和功率方面必须做出妥协。

目前不存在标准化的成本有利的驱动，其由相同的组件构建而成，其不仅可应用于断路开关、接地开关而且可用于组合的断路和接地开关并且其设置成显示不同的开关状态“释放”、“开关关闭或锁止”或“开关打开”。

发明内容

相应地，本发明目的在于说明一种开头所提及的类型的模块化地构建的机电的驱动单元，利用其可无问题地操纵大量开关仪器，驱动单元由尽可能少的构件来构建并且可成本有利地与不同的要求外形(Anforderungsprofil)相匹配。

根据本发明，该目的通过权利要求1的特征来实现。

根据本发明，提出一种用于使用在用于操纵开关设备的电起功率开关、断路开关、接地开关和组合的断路和接地开关的开关仪器中的模块化地构建的机电的驱动单元，其由第一模块和可更换的第二模块构建而成，其中，这些模块相应实施为分离的单元。

第一模块包括：与驱动轴相连接的驱动；用于手动操作或马达操作的机电的止动装置(Arretiervorrichtung)；用于驱动单元的手动操作的机械联接部；固定部件、承载部件和罩壳部件；以及对于电动运行必需的所有电气组件，例如接地开关和保护继电器(Schuetze)。

可以以两个不同的方式提供用于使驱动单元从第一开关状态转变到另一开关状态中的主要能量。

在第一方式中，使用马达单元、尤其旋转马达，其通过第一速比级(Übersetzungsstufe)使心轴旋转。在第二方式中，使用带有曲轴的手动操作装置，以执行旋转。对于手柄设置有机械的联接部位。

借助于所设置的止动装置确保，两个方式可被这样中断，使得仅相应另一方式可被执行。由此保证接入之前提及的驱动方式中的仅仅一个，即或者旋转马达或者手动操作装置。

可选地，第一模块装备有加热元件和/或通风单元，由此根据本发明的驱动单元可自由通风(freilufttauglich)。

根据驱动单元的应用，第二模块包括锁止装置、带有用于蜗轮传动装置的支承装置的蜗轮传动装置的安装到承载部件中的蜗轮和/或用于双稳态的弹性机构的双稳态的驱动机构。在驱动单元应用断路/接地开关时，蜗轮传动装置用于扭矩传动(Drehmomentübersetzung)。

机械的联接部例如设置用于借助于手柄联接手动操作装置或者用于联接机械的开关仪器，其能够可靠地从第一限定的状态中带到第二限定的状态中。

如果用于操纵开关仪器的模块化地构建的机电的驱动单元的应用设置用于低压、中压或高压开关设备的快速的接地开关，那么可与第一模块相连接的第二模块仅仅包括用于双稳态的弹性机构的双稳态的驱动机构，其作为取决于位置的储能器工作并且可靠地将快速的接地开关的开关仪器从第一限定的状态、位置或级引入第二限定的状态、位置或级中。

储能器设计为带有至少一个可张紧的弹簧的可摆动的弹性装置。然而，也可根据待花费的力使用多个弹簧。

储能器与通过储能器可运动的杠杆单元共同起作用。杠杆单元与自由轮机构(Freilauf)相连接，其将第一驱动部段与第二驱动部段以力传递的方式相连接并且使驱动部段相互分离。第一驱动部段关联有心轴，通过其可将能量引入储能器中。第一驱动部段具有可动的带动件，其与杠杆单元共同起作用。

双稳态的驱动机构可借助于布置在第一模块中的驱动以马达的方式或手动地推动。

在一有利的实施形式中，设置用于操纵快速的接地开关的开关仪器的第二模块包括减震装置，由此引起驱动单元的和利用其运行的机构的改善的动力性并且减少在最终位置处的冲击负载。

在一优选的实施例中，减震装置接触杠杆单元的杠杆(其可构造为自由轮机构的杠杆节段)和/或与弹性装置的连接部。

对于锁止装置的实施方案设置有两个选择，其中，可旋转地支承的心轴与开关仪器的可动的开关件以驱动的方式联结，从而在心轴旋转时可动的开关件被操纵。心轴在此设置用于根据确定数目的转动将开关仪器带到规定的位置或级中。

在第一选择中，锁止装置自动地根据心轴的与齿轮传动机构相连接的驱动轴的确定数目的转动或部分转动(Teilumdrehung)锁止开关仪器。由此，开关仪器例如被带到两个规定的位置“位置1”或“位置2”中的一个中，其例如可对应于开关状态“开关打开”或“开关关闭”或者反过来。开关状态可借助于所设置的状态显示模块显示，其中用于锁止开关仪器的部分转动的数目大于或者小于驱动轴的完整的转动，并且假如未达到限定数目的转动，在状态显示模块处不显示位置或开关状态。该选择尤其设置用于操纵低压、中压或高压开关设备的变压器的开关仪器。

在第二选择、也称为三状态驱动(Dreistellungsantrieb)中，锁止装置同样自动地根据心轴的与齿轮传动机构相连接的驱动轴的确定数目的转动或部分转动锁止开关仪器。然而设置成，除了开关仪器的第一和第二开关状态之外，在状态显示模块处可显示开关仪器的第三开关状态。该选择尤其地设置成用于操纵低压、中压或高压开关设备的组合的断路和接地开关的开关仪器。

用于开关仪器的可靠的状态显示的状态显示模块经由所设置的开关杆(Schaltstange)与锁止装置相连接。

通过由相同地构建的且由此标准化的第一模块和可更换的与相应的要求相匹配的第二模块构成的根据本发明的驱动单元的结构，驱动单元可预先完全由标准构件来制造，并且各个模块可独立于开关设备的另外的组件被成本有利地测试、运输且在小的时间消耗下装配。这显著地减小了开关设备的成本。

此外，在开关设备的服务和维护工作方面得到简化，因为可以以简单的方式从开关设备中完整地拆卸驱动单元的模块用于维护。

附图说明

应根据在下面的附图中所示的实施例详细阐述和说明用于心轴驱动的根据本发明的驱动单元以及驱动单元的有利的设计方案和改进方案。

其中：

图1显示了根据本发明的驱动单元的第一模块的示例性的实施形式，以及

图2显示了根据本发明的驱动单元在其组装之前的示例性的实施形式。

附图标记清单

1 第一模块

2, 3, 4 第二模块

10 马达单元、旋转马达

11 驱动轴

12 心轴

13 第一齿轮

14 第二齿轮

15 止动装置

16 固定部件

17 承载部件

18 开口、凸缘部位

19 机械的联接部、手动操作装置

20 罩壳部件

22 锁止装置

23 蜗轮

24 双稳态的驱动机构

25 驱动轴。

具体实施方式

在图1中显示了根据本发明的驱动单元的第一模块1的示例性的实施形式。第一模块1包括实施为旋转马达的马达单元10(其与驱动轴11相连接)、用于手动或马达操作的机电的止动装置15、用于借助于手柄手动操作的机械联接部19。

驱动轴11可旋转地支承在两个罩壳部件20之间。两个承载部件17如此安装到罩壳部件20处，使得支承在驱动轴上的心轴12伸入它们之间。承载部件17装备有模制部(Anformung)，在其大约中间的区域中布置有开口或凸缘部位18。优选地，凸缘部位18构造为轴或轮毂。此外，通过连结到该轴或轮毂处在其上可操纵外部的开关仪器。

电气地由旋转马达10或者借助于手动操作装置19提供用于驱动单元从一个开关状态转换到另一个中的主要能量。在此，支承在驱动轴11上的心轴12经由蜗轮蜗杆传动装置被移动。如果手动操作装置19在运行中，那么与其相连接的曲柄被使用以实施驱动轴11的旋转。机械的联接部位19设置用于手柄到手动操作装置的联接。

借助于所设置的止动装置15确保，驱动单元的两个操纵方式可这样被中断，使得可仅执行相应另一操纵方式。由此，保证前面提及的驱动方式中的仅仅一个、即旋转马达10或者手动操作装置19的接入。

借助于与第二齿轮14处于啮合中的第一齿轮13通过旋转马达10或手动操作装置15来操纵支承在驱动轴上的心轴12。

在根据本发明的驱动单元处构造有固定部件16，其允许将驱动单元作为独立的装置安装到系统处。

图2示例性地显示了根据本发明的驱动单元在其与第一模块1和可更换的第二模块2组装之前的三个不同的实施方案，其中，模块1、2相应实施为分离的单元。

第一模块1包括与驱动轴11相连接的驱动10、用于手动操作或马达操作的机电的止动装置15、用于手动操作装置19的机械联接部以及终端开关(Endschalter)。

根据驱动单元的应用，第二模块包括锁止装置22(见图2a)、蜗轮传动装置的布置在承载部件17之间的蜗轮23(见图2b)或者用于双稳态的弹性机构的双稳态的驱动机构24(见图2c)。

在图2a中显示了根据本发明的驱动单元的第一实施形式，其设置用于借助于驱动轴11的简单的旋转运动操纵高压开关设备的变压器的开关仪器。

应被装配到第一模块1处的第二模块2是锁止装置22，其自动地根据心轴的与在此未示出的齿轮传动机构相连接的驱动轴的确定数目的转动或部分转动锁止与驱动单元相连接的开关仪器。由此开关仪器被带到两个规定的位置的一个中并且开关状态借助于所设置的状态显示模块被显示。

在图2b中显示了根据本发明的驱动单元的第二实施形式，其设置用于借助于高压开关设备的驱动轴11的多重的旋转运动操纵用于组合的断路开关和接地开关的开关仪器。

在此，应被装配到第一模块1处的第二模块3同样是锁止装置22，其自动地根据心轴的与齿轮传动机构相连接的驱动轴的确定数目的转动或部分转动如此锁止开关仪器，使得除了开关仪器的第一和第二开关状态之外，在状态显示模块处也可显示开关仪器的第三开关状态。

带有蜗轮23的第三模块3设置用于驱动单元在断路器/接地器中的使用，以便提供必需的扭矩。

在图2c中显示了根据本发明的驱动单元的第三实施形式，其设置用于借助于驱动轴25的双稳态的旋转运动操纵用于高压开关设备的快速的接地开关的开关仪器。

在该实施形式中，可与第一模块1相连接的第二模块4由用于双稳态的弹性机构的双稳态的驱动机构24构成，其作为取决于位置的储能器工作并且可靠地将快速的接地开关的开关仪器从第一限定的位置带到第二限定的位置中。

双稳态的驱动机构24可借助于布置在第一模块1中的旋转马达10或手动操作装置19推动。

Claims (10)

1.一种用于操纵开关设备中的多种开关仪器即断路开关、接地开关以及组合的断路和接地开关的模块化地构建的机电的驱动单元，其中，所述驱动单元由第一模块(1)和可更换的第二模块(2, 3, 4)构建而成，其中，所述第一模块(1)和第二模块(2, 3, 4)相应实施为分离的单元，其特征在于，所述第一模块(1)包括：

与驱动轴(11)相连接的驱动部(10, 13, 14)；

用于手动操作或马达操作的机电的止动装置(15)；

用于手动操作的机械联接部(19)；

固定部件(16)、承载部件(17)和罩壳部件(20)，

而所述第二模块对应于所述驱动单元的所设置的功能包括

锁止装置(22)、

带有用于蜗轮传动装置的支承装置的蜗轮传动装置的安装到所述承载部件(17)中的蜗轮(23)

和/或

用于双稳态的弹性机构的双稳态的驱动机构(24)。

2.根据权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，所述驱动部经由借助于旋转马达(10)的第一驱动方式或经由借助于手动操作装置(19)的第二驱动方式提供用于使所述驱动单元从一开关状态转变到另一开关状态中的能量，以便执行所述驱动轴(11)的旋转。

3.根据权利要求2所述的驱动单元，其特征在于，所述止动装置(15)确保，所述旋转马达(10)或借助于所述手动操作装置的手动操作(19)能够这样中断，能够实施接入之前提及的所述驱动方式中的仅仅一个，即或者所述旋转马达(10)或者所述手动操作装置(19)。

4.根据以上权利要求1至3中任一项所述的驱动单元，其特征在于，所述第一模块(1)装备有加热元件和/或通风单元。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动单元，其特征在于，用于操纵快速的接地开关的所述第二模块(4)包括所述双稳态的驱动机构(24)和通过所述驱动机构可移动的杠杆单元，其中，所述双稳态的驱动机构作为取决于位置的储能器工作并且把所述快速的接地开关的开关仪器从第一限定的状态带到第二限定的状态中。

6.根据权利要求5所述的驱动单元，其特征在于，所述双稳态的驱动机构(24)能够借助于布置在所述第一模块(1)中的所述驱动部以马达的方式或手动地推动。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动单元，其特征在于，用于操纵变压器的或组合的断路和接地开关的所述开关仪器的所述第二模块(2, 3)具有锁止装置(22)，其自动地根据与齿轮传动机构相连接的所述驱动轴(11)的确定数目的转动或部分转动锁止所述开关仪器。

8.根据权利要求7所述的驱动单元，其特征在于，所述开关仪器能够移动到两个规定的位置中的一个中并且能够借助于状态显示模块显示相应达到的位置。

9.根据权利要求7所述的驱动单元，其特征在于，除了所述开关仪器的第一和第二开关状态之外，所述开关仪器也能够移动到所述开关仪器的第三开关状态中并且能够借助于所述状态显示模块显示相应达到的位置。

10.一种根据以上权利要求1至9中任一项所述的驱动单元的应用，其用于操纵在高压或中压开关设备中的电气功率开关、断路开关、接地开关或组合的断路和接地开关。