CN105190815A - 用于开关设备的驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于开关设备(10)的驱动器(100)，开关设备(10)具有具备固定触头(30)和活动触头(40)的接触系统(20)，驱动器(100)具有用于操纵活动触头(40)以便闭合或打开接触系统(20)的促动器(110)以及布置在活动触头(40)和促动器(110)之间的机械传动装置(120)。按照本发明规定，传动装置(120)具有肘节机构(130)，肘节机构(130)由围绕固定轴承(160)能够摆动的摆动杆(140)和借助活动轴承(170)与摆动杆(140)相连的耦合元件(150)构成，其中，肘节机构(130)能够在第一终端位置和第二终端位置之间摆动，并且在从第一终端位置转变到第二终端位置或从第二终端位置转变到第一终端位置时经过最大伸开位置，并且其中，在第一终端位置中，耦合元件(150)将活动触头(40)保持在接触系统(20)闭合的位置中，并且在第二终端位置中，耦合元件(150)将活动触头(40)保持在接触系统(20)断开的位置中。
Description
本发明涉及一种用于开关设备的驱动器，所述开关设备具有具备固定触头和活动触头的接触系统。
从国际专利申请WO2013/004467A1中已知这类驱动器。该驱动器具有用于操纵活动触头的促动器以及布置在活动触头和促动器之间的机械式传动装置。先前已知的驱动器的促动器包括可在两个冲程位置之间反复切换的升降磁铁。开关设备的两个开关位置的闭锁是通过布置在促动器和接触系统之间的驱动杆的阶梯型材实现的。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于开关设备的驱动器，该驱动器能够简单制造并能够实现接触系统的安全的开关。
所述技术问题根据本发明通过具有根据权利要求1的特征的驱动器来解决的。本发明的驱动器的有利构造在从属权利要求中给出。
根据本发明规定，所述传动装置具有肘节机构，所述肘节机构由围绕固定轴承能够摆动的摆动杆和借助活动轴承与所述摆动杆相连的耦合元件构成，其中，所述肘节机构能够在第一终端位置和第二终端位置之间摆动，并且在从第一终端位置转变到第二终端位置或从第二终端位置转变到第一终端位置时经过最大伸开位置，并且其中，在第一终端位置中，所述耦合元件将所述活动触头保持在接触系统闭合的位置中，并且在第二终端位置中，所述耦合元件将所述活动触头保持在接触系统断开的位置中。
根据本发明的驱动器的主要优点基于肘节机构，该肘节机构可以在两个终端位置之间反复切换，最大伸开位置处于所述两个终端位置之间。这样的肘节机构以有利的方式能够在开关设备断开时设置肘节机构的中间位置，在该中间位置中，在开关设备完全断开之前，接触系统的活动触头和固定触头之间保持预定距离。
关于肘节机构在接触系统的活动触头上的连接，有利的是，所述耦合元件通过升降元件和接触压力弹簧与所述活动触头形成连接，并且所述耦合元件在伸开位置中通过升降元件和接触压力弹簧将最大压力施加到所述活动触头上。
优选地，肘节机构构成耦合传动器的组成部分。
例如，所述肘节机构构成多关节链、尤其四关节链或者多关节传动器、尤其四关节传动器的组成部分。
优选地，第一终端位置和第二终端位置相对于伸开位置不对称地布置。就此特别有利的是，所述肘节机构在第一终端位置中具有在摆动杆和耦合元件之间的第一伸开角并且在第二终端位置中具有在摆动杆和耦合元件之间的第二伸开角，并且所述肘节机构的第一伸开角大于所述肘节机构的第二伸开角。
为了调整肘节机构，优选地使用控制杆；据此有利的是，控制杆附加地与所述活动轴承相连接，所述肘节机构通过所述控制杆从第一终端位置移至第二终端位置或者从第二终端位置移至第一终端位置。
优选地，所述控制杆通过摇杆能够偏转，所述摇杆围绕第二固定轴承能够摆动。
优选地，所述驱动器还具有冲程驱动装置，所述冲程驱动装置能够采用第一冲程位置和第二冲程位置。如果存在这种冲程驱动装置，还有利地规定，所述冲程驱动装置与所述肘节机构耦合，使得所述冲程驱动装置从第一冲程位置到第二冲程位置并重新回到第一冲程位置的转变会引起所述肘节机构的终端位置的转换，即，要么从第一终端位置出发进入第二终端位置，要么从第二终端位置出发进入第一终端位置。
根据特别优选的驱动器构造规定，所述冲程驱动装置与围绕第二固定轴承能够摆动的摇杆如此连接，使得所述冲程驱动装置在从第一冲程位置转变到第二冲程位置时朝着所述活动轴承的方向摆动所述摇杆并且在从第二冲程位置转变到第一冲程位置时远离所述活动轴承地摆动所述摇杆。
根据该驱动器的特别优选的构造规定，所述冲程驱动装置在从第一冲程位置转变到第二冲程位置时使所述肘节机构从肘节机构的第一终端位置出发借助控制杆伸开并且移动越过伸开位置进入中间弯折位置，并且在从第二冲程位置转变到第一冲程位置时所述肘节机构从中间弯折位置移到肘节机构的第二终端位置。
还有利的是，所述冲程驱动装置在从第一冲程位置转变到第二冲程位置时使所述肘节机构从肘节机构的第二终端位置出发借助控制杆伸开并且直接移动越过伸开位置、在中间弯折位置无停留地进入肘节机构的第一终端位置。
优选地，当从第二冲程位置转变到第一冲程位置时，所述控制杆才从对于第一冲程位置相应存在的控制杆终端位置摆动到相应另一个控制杆终端位置。
优选地，控制杆在其第一控制杆终端位置中(即，控制杆在肘节机构的第一终端位置中占据的位置)，控制杆贴靠在摇杆的第一支承位置上。在控制杆的第二控制杆终端位置中(即，控制杆在肘节机构的第二终端位置中占据的位置)，控制杆优选地贴靠在摇杆的第二支承位置上或者与其分开。
为了使控制杆摆动例如可以规定，驱动器具有一个或多个控制杆止挡(例如弹簧形式)。优选地，控制杆从第一控制杆终端位置到第二控制杆终端位置的摆动通过第一控制杆止挡引起，当从第二冲程位置转变到第一冲程位置或者当从肘节机构的中间弯折位置转变到肘节机构的第二终端位置时在活动轴承进一步运动时，控制杆被压在该第一控制杆止挡上。
备选或附加地，驱动器可以具有(第二)控制杆止挡(例如弹簧形式)，当控制杆在从第二冲程位置转变到第一冲程位置时被压在(第二)控制杆止挡上时，(第二)控制杆止挡引起控制杆从第二控制杆终端位置到第一控制杆终端位置的摆动。
优选地，这样选取所述肘节机构从第一终端位置出发所到达的中间弯折位置，使得所述接触系统虽然被一定程度地断开，即，使得在关断时在固定触头和活动触头之间出现的电弧被直接消灭并且保持恢复电压，但是并没有达到所述接触系统的完全断开的接触位置。
优选地，冲程驱动装置为磁性驱动器，其第一冲程位置和/或其第二冲程位置分别通过磁力和/或弹簧力保持。
本发明还涉及一种具有如上所述的驱动器的开关设备。关于根据本发明的开关设备的优点，参照以上与根据本发明的驱动器关联的陈述。
接下来借助实施例更详细地阐述本发明。在附图中：
图1示出用于根据本发明的开关设备的实施例，该开关设备配备有用于根据本发明的驱动器的实施例，其中该驱动器具有肘节机构和冲程驱动装置，并且其中图1示出开关设备完全接通的状态和冲程驱动装置的第一冲程位置，
图2示出一旦冲程驱动装置到达其第二冲程位置，根据图1的肘节机构在开关设备断开期间占据的中间弯折位置，
图3示出当肘节机构从根据图2的中间弯折位置被带至其第二终端位置中并且冲程驱动装置被带至其第一冲程位置中时，开关设备完全断开的状态，
图4示出肘节机构在开关设备接通时经过的伸开位置，和
图5示出当冲程驱动装置在接通过程期间被带至其第二冲程位置中时，也就是说在冲程驱动装置从第二冲程位置转换至第一冲程位置中之前，开关设备的状态。
在所述图中，为了清楚的缘故，对于相同或可比的组件总是使用相同的附图标记。
图1示出了开关设备10，其配备有接触系统20，所述接触系统20具有固定接触件、以下称为固定触头30以及运动的接触件40、以下称为活动触头40。
为了使活动触头40活动并且为了接通或断开开关设备10，开关设备10配备有驱动器100，该驱动器100包括以冲程驱动装置110形式的促动器以及传动装置120。传动装置120布置在冲程驱动装置110和活动触头40之间并将冲程驱动装置110的往复运动和力传递至活动触头40上。
传动装置120包括具有摆动杆140和耦合元件150的肘节机构130。摆动杆140可摆动地绕着固定的轴承160支承。活动轴承170用于使摆动杆140与耦合元件150连接，另外控制杆180可摆动地保持在活动轴承170上。
肘节机构130可以在如图1中示出的第一终端位置和如图3中示出的第二终端位置之间摆动。当从第一终端位置转变到第二终端位置时或者当从第二终端位置转变到第一终端位置时，肘节机构130经过最大伸开位置(对照图4)。
在肘节机构130的第一终端位置(对照图1)中，耦合元件150将活动触头40保持在接触系统20被闭合的位置中，其中接触压力弹簧310几乎最大程度地压紧。如图3中示出，在肘节机构130的第二终端位置中，耦合元件150将活动触头40保持在打开的位置中，在该位置中以电气方式断开接触系统20。随后，结合图2至5，还更详细地阐述从肘节机构130的第一终端位置到第二终端位置的转变或者从肘节机构130的第二终端位置到第一终端位置的转变。
冲程驱动装置110用于将肘节机构130从第一终端位置(对照图1)调整到第二终端位置并且反之亦然，所述冲程驱动装置110配备有锚定元件200。对于在图1中示出的第一冲程位置，锚定元件200处于它的下终端位置，在该下终端位置中锚定元件200将摇杆220向下摆动，该摇杆220可绕第二固定轴承210摆动并且具有摇杆掣子230。当摇杆220绕第二固定轴承210向上摆动时，摇杆220与控制杆180共同作用，从而借助控制杆180能够调整肘节机构130的终端位置。
升降元件300以及接触压力弹簧310与耦合元件150形成连接，接触压力弹簧310再次经由可绕第三固定轴承320摆动的转动杆330与活动触头40耦合。
接下来参照附图1至3，更详细地阐述开关设备10从图1示出的接通状态到图3中示出的断开状态的调整。
为了断开开关设备10，首先将冲程驱动装置110的锚定元件200向上带到图2中示出的第二冲程位置中。由于锚定元件200的向上运动，摇杆220的杠杆端部221绕图1中的第二固定轴承210向上摆动，由此提升控制杆180并移动肘节机构130的活动轴承170。肘节机构130到达中间弯折位置中，在该中间弯折位置处接触系统20已经如此程度地断开，以便在接触系统20断开时固定触头30和活动触头40之间出现的电弧直接消灭。图2中用附图标记S1表示活动触头40和固定触头30之间的距离。接触系统20的完全断开的触头位置在图2中或在冲程驱动装置110的第二冲程位置处尚未达到。
图3示出了在锚定元件200从图2示出的第二冲程位置再次移动到第一冲程位置中之后，也就是说基于图2向下移动之后的开关设备10。可以看出，肘节机构130的活动轴承170还进一步向左移动，由此增大了活动触头40与固定触头30之间的距离。活动触头40与固定触头30之间的距离在图3中用附图标记S2表示，适用以下：
S2>Sl
另外在图3中可见，当锚定元件200从第二冲程位置转变到第一冲程位置中时或者当活动轴承170向左摆动时，控制杆180抵靠控制杆止挡400摆动，以便在摇杆220下降时导致控制杆180绕活动轴承170的摆动。由于控制杆180的摆动，控制杆180的控制杆端部181离开摇杆220上的支承位置222(对照图2)并摆动到控制杆位置中，在该位置中控制杆180要么位于摇杆220上的另一支承位置处要么另外完全与其分开。较后所述的变型在图3中示出。在图3示出的冲程驱动装置110和接触系统20的位置中，开关设备10被完全断开，并且肘节机构100以及控制杆180已经到达它们的最终位置。
接下来参照图3至5更详细地阐述开关设备10从图3中示出的位置的再次接通：
从图3中示出的开关设备10的完全断开状态出发，首先激活冲程驱动装置110并提升锚定元件200，直到肘节机构130到达图4中示出的伸开位置。可见，在锚定元件200已占据其第二上冲程位置之前，肘节机构130的180°伸开位置早已到达。此外从图4中可见，活动触头40已经到达固定触头30并且接触系统20早已闭合，接触压力弹簧310被最大程度地压紧。因此，还在锚定元件200已到达第二冲程位置之前，开关设备10处于接通状态，
图5中示出了在锚定元件200或冲程驱动装置110被带到第二冲程位置中之后开关设备10的状态。可以看出，从图4中示出的位置转变到图5中示出的位置时，肘节机构130的活动轴承170还略微向右移动，从而还导致耦合元件150的略微下降。尽管耦合元件150下降，但是活动触头40的位置却没有改变，因此正如图4中早已示出的，开关设备10保持在其接通状态下。
另外图5示出了，当肘节机构130向右摆动时，控制杆180被压在弹簧450上，由此使弹簧450至少略微压紧。如果目前在另外的开关循环中使锚定元件200下降并将冲程驱动装置110带回到第一冲程位置中，则导致摇杆220绕第二固定轴承210向下摆动，由此控制杆180通过弹簧450可以从图5中示出的位置回摆到图1中示出的位置中。在该回摆位置中控制杆180将其控制杆端部181摆放在摇杆220的支承位置222上。因此，肘节机构130的位置和接触压力弹簧310的状态保持不变。
在图1和3中可见，在根据图1至5的实施例中的肘节机构130在第一终端位置(对照图1)中具有比在第二终端位置中更大的摆动杆140与耦合元件150之间的伸开角。对于在图1中示出的肘节机构130的第一终端位置，用附图标记α1表示伸开角，第二终端位置的伸开角在图3中带有附图标记α2。换言之，第一终端位置和第二终端位置关于最大能到达的“伸开位置”是不对称的。
在图1至5中示出的肘节机构130可以构成耦合传动器的组成部分。例如，肘节机构130可以是多关节链，尤其四关节链，或者多关节传动器，尤其四关节传动器。
正如以上结合图1至5的阐述中可以得出，冲程驱动装置110当从第一冲程位置转变到第二冲程位置时从肘节机构130的第一终端位置(对照图1)出发(也就是说从开关设备10的断开的开关状态出发)借助控制杆180伸展肘节机构130并且将其移动越过伸开位置到中间弯折位置中，正如图2中所示的。当从第二冲程位置转变到第一冲程位置中时，肘节机构130从该中间弯折位置(对照图2)移动到肘节机构130的第二终端位置(对照图3)。
从肘节机构130的第二终端位置(对照图3)出发(也就是说当从断开的开关状态出发接通开关设备10时)，冲程驱动装置110当从第一冲程位置转变到第二冲程位置中时借助控制杆180将肘节机构130伸展越过伸开位置直接进入肘节机构130的第一终端位置，而不用(不同于断开过程)保持在中间弯折位置中。
在开关设备10接通时，开关状态的转变换言之早已在从第一冲程位置到第二冲程位置中的转变期间进行，而在开关设备10断开时，针对性地调节以中间弯折位置的形式的中间状态。在中间弯折位置中接触系统20的触头早已打开到这样的程度，以便消灭电弧，其中开关设备10然而还未被完全断开。这能够实现的是，使得开关设备10保持在中间状态中，在该中间状态中可以在完全打开接触系统20的触头之前等待电弧消灭。
附图标记清单
10开关设备
20接触系统
30固定触头
40活动触头
100驱动器
110促动器/冲程驱动装置
120传动装置
130肘节机构
140摆动杆
150耦合元件
160固定轴承
170活动轴承
180控制杆
181控制杆端部
200锚定元件
210固定轴承
220摇杆
221杠杆端部
222支承位置
230摇杆掣子
300升降元件
310接触压力弹簧
320固定轴承
330转动杆
400控制杆止挡
450弹簧
Sl距离
S2距离
α1伸开角
α2伸开角
Claims (15)
1.一种用于开关设备(10)的驱动器(100)，所述开关设备(10)具有具备固定触头(30)和活动触头(40)的接触系统(20)，所述驱动器(100)具有用于操纵活动触头(40)以便闭合或断开接触系统(20)的促动器(110)以及布置在活动触头(40)和促动器(110)之间的机械传动装置(120)，其特征在于，
所述传动装置(120)具有肘节机构(130)，所述肘节机构(130)由围绕固定轴承(160)能够摆动的摆动杆(140)和借助活动轴承(170)与所述摆动杆(140)相连的耦合元件(150)构成，
其中，所述肘节机构(130)能够在第一终端位置和第二终端位置之间摆动，并且在从第一终端位置转变到第二终端位置或从第二终端位置转变到第一终端位置时经过最大伸开位置，并且
其中，在第一终端位置中，所述耦合元件(150)将所述活动触头(40)保持在接触系统(20)闭合的位置中，并且在第二终端位置中，所述耦合元件(150)将所述活动触头(40)保持在接触系统(20)断开的位置中。
2.根据权利要求1所述的驱动器(100)，其特征在于，所述耦合元件(150)通过升降元件(300)和接触压力弹簧(310)与所述活动触头(40)形成连接，并且所述耦合元件(150)在伸开位置中通过升降元件(300)和接触压力弹簧(310)将最大压力施加到所述活动触头(40)上。
3.根据前述权利要求之一所述的驱动器(100)，其特征在于，所述肘节机构(130)在第一终端位置中具有在摆动杆(140)和耦合元件(150)之间的第一伸开角(α1)并且在第二终端位置中具有在摆动杆(140)和耦合元件(150)之间的第二伸开角(α2)，并且所述肘节机构(130)的第一伸开角(α1)大于所述肘节机构(130)的第二伸开角(α2)。
4.根据前述权利要求之一所述的驱动器(100)，其特征在于，控制杆(180)附加地与所述活动轴承(170)相连接，所述肘节机构(130)通过所述控制杆(180)从第一终端位置移至第二终端位置或者从第二终端位置移至第一终端位置。
5.根据权利要求4所述的驱动器(100)，其特征在于，所述控制杆(180)通过摇杆(220)能够偏转，所述摇杆(220)围绕第二固定轴承(210)能够摆动。
6.根据前述权利要求之一所述的驱动器(100)，其特征在于，所述驱动器(100)具有冲程驱动装置(110)，所述冲程驱动装置(110)能够采用第一冲程位置和第二冲程位置。
7.根据权利要求6所述的驱动器(100)，其特征在于，所述冲程驱动装置(110)与所述肘节机构(130)耦合，使得所述冲程驱动装置(110)从第一冲程位置到第二冲程位置并重新回到第一冲程位置的转变会引起所述肘节机构(130)的终端位置的转换，即，要么从第一终端位置出发进入第二终端位置，要么从第二终端位置出发进入第一终端位置。
8.根据权利要求6或7所述的驱动器(100)，其特征在于，所述冲程驱动装置(110)与围绕第二固定轴承(210)能够摆动的摇杆(220)如此连接，使得所述冲程驱动装置(110)在从第一冲程位置转变到第二冲程位置时朝着所述活动轴承(170)的方向摆动所述摇杆(220)并且在从第二冲程位置转变到第一冲程位置时远离所述活动轴承(170)地摆动所述摇杆(220)。
9.根据权利要求6至8之一所述的驱动器(100)，其特征在于，所述冲程驱动装置(110)在从第一冲程位置转变到第二冲程位置时使所述肘节机构(130)从肘节机构(130)的第一终端位置出发借助控制杆(180)伸开并且移动越过伸开位置进入中间弯折位置，并且在从第二冲程位置转变到第一冲程位置时所述肘节机构(130)从中间弯折位置移到肘节机构(130)的第二终端位置。
10.根据权利要求9所述的驱动器(100)，其特征在于，这样选取所述肘节机构(130)从第一终端位置出发所到达的中间弯折位置，使得所述接触系统(20)虽然被断开到使在关断时在固定触头(30)和活动触头(40)之间出现的电弧被直接消灭的程度，但是并没有达到所述接触系统(20)的完全断开的接触位置。
11.根据权利要求6至10之一所述的驱动器(100)，其特征在于，所述冲程驱动装置(110)在从第一冲程位置转变到第二冲程位置时使所述肘节机构(130)从肘节机构(130)的第二终端位置出发借助控制杆(180)伸开并且直接移动越过伸开位置、在中间弯折位置无停留地进入肘节机构(130)的第一终端位置。
12.根据权利要求6至11之一所述的驱动器(100)，其特征在于，当从第二冲程位置转变到第一冲程位置时，所述控制杆(180)才从对于第一冲程位置相应存在的控制杆终端位置摆动到相应另一个控制杆终端位置。
13.根据前述权利要求之一所述的驱动器(100)，其特征在于，所述肘节机构(130)构成耦合传动器的组成部分。
14.根据前述权利要求之一所述的驱动器(100)，其特征在于，所述肘节机构(130)构成多关节链、尤其四关节链或者多关节传动器、尤其四关节传动器的组成部分。
15.一种开关设备(10)，具有根据前述权利要求之一所述的驱动器(100)。
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