CN110537238A - 开关设备驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关设备驱动装置，其具有穿过壳体的壁的传输元件(1)。传输元件(1)在壳体(2)的壁上可线性移动地支撑地导引。第一导向轴承布置在壳体(2)的内部。第二导向轴承布置在壳体(2)的外部。

Description

开关设备驱动装置

本发明涉及一种开关设备驱动装置，其具有用于传输穿过壳体的壁的运动的传输元件。

例如由DE 42 01 823 A1已知一种开关设备驱动装置。已知的开关设备驱动装置具有传输元件，该传输元件贯穿壳体的壁。在此，传输元件借助可逆变形的区段与壳体连接。必须在可逆变形的区段中补偿传输元件的运动。在此，可以表示点状过载的力可以作用到可逆变形的区段上。传输元件的过载可以导致提前的疲劳现象，由此可以限制可逆变形的区段的功能。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种防止过载的开关设备区段装置。

根据本发明，该技术问题在开头提到的类型的开关设备驱动装置中以如下方式解决，即传输元件在壳体的壁上可线性移动地支撑地导引。

开关设备驱动装置用于传输或产生针对电开关设备的可相对彼此运动的开关接触件的驱动运动。为此，开关设备驱动装置具有运动链，运动链具有传输元件，传输元件贯穿壳体的壁。壁在此可以优选流体密封地构造，其中，借助传输元件贯穿壁保持壁的流体密封性。例如可以通过可逆变形的区段确保壁与传输元件之间的流体密封的过渡。壳体可以包围开关设备的中断器单元/开关部位。优选地，壳体可以是流体密封的封装壳体，封装壳体在其内部容纳开关设备的中断器单元/开关部位。开关设备驱动装置例如可以在壳体外部具有驱动装置，驱动装置用于产生运动，其中，该运动借助运动链传输至开关设备的开关部位。开关设备在此可以具有相对彼此可运动的开关接触件，该开关接触件可以通过驱动装置相对彼此运动。

借助可线性移动的传输元件，待传输的运动可以经过壳体的壁。传输元件本身优选可以本身可移动地支撑在壁上，其中，传输元件贯穿壁。在此优选以流体密封的方式和方法贯穿壁。滑动密封装置例如可以为此布置在传输元件与壁之间。然而也可以规定，区段可逆变形地实施，其中，传输元件通过可逆变形的区段与壁流体密封地连接。例如可以通过可变形的区段在传输元件与壁之间设置材料配合的连接。传输元件例如可以根据在壳体内部或外部延伸的开关杆的方式成形。必要时，传输元件可以由多个区段组成，从而可以获得开关杆与壳体的壁之间的持续的流体密封的连接。通过将传输元件支撑在壳体的壁上保证对传输元件的导引，从而阻止传输元件的不期望的弯曲或卷边。由此传输穿过壁的定义的运动，由此避免不期望的负载、尤其是壁与传输元件之间的密封元件的不期望的负载。由此，借助传输元件确保运动的持续的低磨损的传输。传输元件例如可以是开关杆，开关杆具有不同的区段，其中，这些不同的区段前后相续地布置，以便借助传输元件来传输线性运动。因此，开关杆可以例如具有接触压紧弹簧、密封元件、金属的或电绝缘的区段等。

可以例如借助导向轴承支撑传输元件。优选地，为了确保对传输元件的线性导引，可以设置使用多个导向轴承，导向轴承相互轴向间隔开地布置，由此可以确保稳定地线性地导引传输元件。作为导向轴承例如考虑到滑动轴承或滚动轴承，以便设置传输元件的线性导引。

除了传输元件的轴向的可移动性以外，还可以设置叠加的转动运动。例如可以允许传输元件围绕移动轴线的旋转。

另一有利的设计方案可以规定，在壳体内部可线性移动地支撑地导引传输元件。

壳体在其内部包围开关设备的中断器单元。借助传输元件可以将运动传输至至少一个相对彼此可运动的开关接触件。通过将传输元件支撑在壳体内部，传输元件可以一方面被支撑，以便确保尽可能直线地传输穿过壳体的壁的运动。附加地，传输元件然而也可以利用其稳定的支承用于导引开关接触件。因此，布置在壳体内部的导向轴承一方面可以稳定传输元件的运动。另一方面，通过该导向轴承也可以稳定开关接触件的运动。由此可以改进运动链的传输特性。因此抑制运动链内的不精确性或不期望的弹性。此外，由于在壳体内支撑或导引传输元件，该导引由壳体保护，以防外部的干预。因此例如可以使用精密的机械装置，其由壳体保护以防受到污染。此外，在壳体内部的导引也可以用于至少局部区段通过用于传输元件的导向轴承电接触例如开关接触件。尤其是在通过导向轴承稳定传输元件和开关接触件时，这是有利的，以便尽可能接近可相对运动的开关接触件地实现稳定。为此，电滑动接触装置例如可以用作导向轴承的一部分。支撑可以有利地在壳体上进行。

另外的有利的设计方案可以规定，传输元件在壳体外部可线性移动地支撑地导引。

在封装壳体外部存在设置通向导向轴承的简化的入口的可能性。此外，壳体内部的结构空间通常受到限制，从而在壳体外部线性导引传输元件减少了壳体内的内装件的数量。在此有利的是，相对于被传输元件穿过的壳体的壁进行传输元件的稳定。在有利的情况下，可以在壳体的内部和外部设置对传输元件的线性导引。为此，例如可以在壳体的内部和外部分别布置导向轴承。在壳体的外部可以相应更坚固地构造导向轴承的结构，因为壳体并未限制结构空间。

另外的有利的设计方案可以规定，第一导向轴承布置在开关设备的相线导体上。

开关设备的开关部位用于中断或接通电流路径/相线导体。例如可以借助相对彼此可运动的开关接触件来电气开关电流路径/相线导体。第一导向轴承可以布置在这种相线导体上。为此，第一导向轴承至少局部区段被加载由相应的相线导体导引的电势。相线导体例如可以根据轴承套的方式作用为导向轴承，其中，提供传输元件的线性的可移动性。传输元件例如可以根据活塞的方式沉入轴承套中。由此，此外存在如下可能性：使用第一导向轴承来电接触可相对于另外的开关接触件运动的开关接触件。此外存在如下可能性：通过第一导向轴承稳定和支撑可运动的开关接触件。因此，第一导向轴承可以一方面用于稳定传输元件的线性运动，并且用于稳定开关设备的开关接触件的运动。

此外可以有利地规定，第二导向轴承导引流体密封的区段，用于封闭壁中的开口。

第二导向轴承用于稳定传输元件的运动。在此，第二导向轴承可以导引流体密封的区段的一部分。可以通过传输元件形成流体密封的区段。流体密封的区段可以是壳体的一部分。例如，传输元件的流体密封的区段可以可移动地支承在轴承套中。因此存在如下可能性：实现借助传输元件流体密封地穿过壁。流体密封的区段例如可以通过波纹管相对于流体密封的壁密封，波纹管可以波纹管式地变形。传输元件例如可以流体密封地(例如以盘的形式)置入波纹管中。流体密封的区段/盘可以在轴承套中可移动地导引。轴承套可以用作第二导向轴承。

有利地可以规定，第二导向轴承具有轴承套，传输元件可移动地支撑在轴承套上。

轴承套可以用于导引传输元件，其中，传输元件在轴承套中可轴向移动地导引。轴承套例如可以支撑在壳体上，其中，在轴承套的内部可以布置有用于密封传输元件的可逆变形的区段。因此，轴承套可以用于导引传输元件。此外，轴承套可以导致可逆变形的区段的机械稳定和机械保护。

为此，进一步有利地例如可以规定，轴承套包绕壁的可逆变形的区段。

可逆变形的区段例如可以是波纹管，波纹管基本上沿轴向方向在其轴向延伸中是可改变的。例如传输元件的促使可逆变形的区段的端侧的封闭的流体密封的区段例如可以流体密封地安置在可逆变形的区段的端侧。通过端侧的封闭，也可以设置传输元件在轴承套内的线性导引。轴承套在此可以在外周侧包绕可逆变形的区段，从而在可逆变形的区段变形时阻止可逆变形的区段的纵向弯曲或拱曲。因此，在轴承套内确保强制导引被导引的流体密封的区段和可逆变形的区段(波纹管)。在此，轴承套没有壳体上的密封功能，从而在该轴承套中例如也可以设置横向开口，通过横向开口能够实现外部的干预或对可逆变形的区段的控制。

此外，有利地可以规定，在轴承套和可逆变形的区段之间布置有间隔保持器。

在可逆变形的区段变形时，可以出现可逆变形的区段沿径向方向的拱曲或偏转。通过使用在可变形的区段与轴承套之间的间隔保持器，可以阻止在轴承套和可逆变形的区段之间的直接接触。尤其是在可逆变形的区段的波纹管式的折叠中，可以减小可逆变形的区段与轴承套之间的摩擦。间隔保持器可以布置在轴承套和可逆变形的区段的相互面对的面之间。例如可以由减小摩擦的材料形成间隔保持器。间隔保持器例如可以作为例如由PTFE构成的中间套筒实现轴承套和可逆变形的区段的小摩擦的相对滑动。由此阻止可逆变形的区段的突出点处的过度磨损。

此外可以有利地规定，间隔保持器可以相对于轴承套移动。

间隔保持器可以相对于轴承套可移动地布置，从而该间隔保持器例如和传输元件的运动一起运动。由此，在优选的情况下，间隔保持器与轴承套之间的相对运动引起的行程比间隔保持器与可逆变形的区段的存在磨损风险的点之间的相对运动引起的行程更大。此外，由此提供如下可能性：例如也在可逆变形的区段的内周侧布置另外的间隔保持器，从而在间隔保持器和另外的间隔保持器之间布置壳体的壁的可逆变形的区段的情况下当间隔保持器和另外的间隔保持器交错滑动时迫使可逆变形的区段的更好的导引(在内侧和外侧)和优选的变形。除了更好地线性导引传输元件以外，可以以优选的方式和方法使可逆变形的区段变形，由此抑制由于材料的点状疲劳引起的可逆变形的区段的过早老化。

有利地可以规定，相互对齐地布置的第一导向轴承和第二导向轴承稳定传输元件的线性运动。

第一导向轴承和第二导向轴承相互间隔开的对齐的布置能够实现更好地支承传输元件。通过使导向轴承相互间隔开来抑制传输元件断裂的趋势。优选地，可以在两个导向轴承之间布置壳体的壁，由此存在使第一和第二导向轴承分别相对于壳体固定的可能性，其中，可以相互独立地固定第一和第二导向轴承。由此，通过壳体形成底座，以便执行对第一和第二导向轴承的调节。

另外的有利的设计方案可以规定，壳体是压力容器。

壳体可以构造为流体密封的封装壳体，由此，流体可以被包围并且封装在壳体内部。如果壳体构造为压力容器，那么在壳体内部的流体可以相对于周围环境具有不同的压力。由此可能的是，在壳体内部与壳体外部之间产生差压。例如可以在壳体内部产生相对于壳体的周围环境更高的压力。然而也可以规定，在壳体的内部存在相对于周围环境减小的压力、例如真空，从而壳体遭受到一个经得起的差压。壳体例如可以封装电绝缘的流体或真空。作为流体例如适用的是含氟化物的气体、如六氟化硫、氟腈、氟酮或其他的流体、例如二氧化碳、氮、氧气或相应的流体混合物。优选地，在壳体内部的流体可以以气态形式存在。

另外的有利的设计方案可以规定，在壳体内部布置有开关装置的开关部位。

电开关装置用于接通或中断电流路径，其中为此优选地使用相对彼此可运动的开关接触件。在开关接触件之间构造有开关部位，以便引起中断或接通开关装置的可开关的电流路径。为了产生开关部位的开关接触件的相对运动，可以使用具有传输元件的运动链。通过壳体来机械地保护开关部位。此外，壳体可以包围特别的大气，由此，开关部位本身同样暴露于该大气中。电绝缘的流体(参见上方)例如可以优选布置在壳体内，该电绝缘的流体也可以流过开关部位。在适当选择电绝缘的流体时，可以减小开关电弧的中断或出现，或者支持熄灭开关电弧。开关部位也可以布置在壳体内的封闭的周围环境内(瓶中瓶)。内部布置有开关部位的真空管例如可以布置在壳体内。

有利地可以规定，开关部位至少部分支撑在壳体上。

开关部位可以有利地支撑在壳体上。这具有如下优点，开关部位、即通过传输元件传输运动的部位和传输元件都支撑在相同的底座上。由此可以彼此独立地相对于壳体调节开关部位和传输元件。由此可以特别准确地和可重复地实行运动。由此减小传输元件和因此开关部位的负载，由此提供持续稳定的开关设备驱动装置。

另外的有利的设计方案可以规定，第一导向轴承和第二导向轴承相互电绝缘地布置。

第一导向轴承和第二导向轴承的电绝缘的分离具有如下可能性，即导向轴承可以在开关设备装置上具有不同的电势。在此可以通过传输元件连接两个导向轴承。为了在此也确保两个导向轴承的电绝缘，传输元件可以至少部分电绝缘地作用。电绝缘的区段优选相应在端部侧通过第一导向轴承或第二导向轴承导引或支撑。传输元件例如可以具有电绝缘的驱动杆。驱动杆例如可以通过空心管形成，空心管至少在壳体内部延伸。通过导向轴承相互的电绝缘的布置，导向轴承可以靠近地导引经过开关部位的导引电势的开关接触件。导向轴承例如可以集成到开关部位的相线导体内。此外，导向轴承例如也可以构造为壳体的一部分，并且在那里例如具有地电势。由此存在如下可能性：通过相互间隔定位的导向轴承来线性导引传输元件，其中，基于轴向间隔可以准确地线性导引传输元件。

本发明所要解决的另外的技术问题在于，建议开关设备驱动装置的一种适当的使用。根据本发明为此规定，具有可相对彼此驱动的开关接触件的开关设备具有带有前述的特征的开关设备驱动装置。

电开关设备用于接通或中断电流路径。为此，开关设备具有可相对彼此运动的开关接触件。为了产生开关接触件相互的相对运动，优选使用具有前述的特征的开关设备驱动装置。因此，通过开关设备驱动装置可以例如由驱动装置产生在壳体外部的运动，其中，穿过壳体的壁进入壳体内部的运动可以传输到开关设备的开关部位。

作为运动链的一部分可以相应使用传输元件，传输元件通过导向轴承支承地可以完成线性运动。线性运动可以传输至开关部位。在那里例如可以借助变速器使线性运动变型。

随后在示意性的附图中示出并且随后描述本发明的实施例。

附图示出穿过开关设备驱动装置和开关设备的截面图，开关设备具有开关设备驱动装置。

开关设备驱动装置具有传输元件1。传输元件1可线性移动地支承。在此，传输元件1贯穿壳体2。壳体2实施为流体密封的压力容器，其中，在壳体2的内部布置有开关部位3。开关部位3当前构造为真空管，真空管基本上旋转对称地成形，其中在端侧，第一开关接触件4和第二开关接触件5伸入真空管的内部中。两个开关接触件4、5彼此同轴地对准，其中，第一开关接触件4轴向可运动地布置。第二开关接触件5位置固定地布置。为了将开关装置位置固定地固定在壳体2内部，相线导体牵引件的第一子区段6和第二子区段7角度固定地与开关部位3连接。在此，第一子区段6与第一开关接触件4导电地连接，第二子区段7与第二开关接触件5导电地连接。为了支承第二子区段7，支持绝缘体8布置在壳体2的内壁上。支持绝缘体8使第二子区段7相对于壳体2角度固定地保持。通过连接相线导体的第二子区段7，开关装置3的布置有第二开关接触件5的端侧相对于壳体2角度固定地被固定。第一子区段6基本上空心柱形地构造，并且支撑开关装置3的可运动地布置有第一开关接触件4的端侧。为了稳定第一子区段6并且因此也稳定开关部位3，空心支撑件9布置在第一子区段6上，即布置在背对开关结构3的端侧的端部上。因此，通过空心支撑件9提供在壳体2的内壁与第一子区段6之间的电绝缘连接。在外周侧，在第一子区段6上布置有分支10，相线导体经由该分支10从第一子区段6出发穿过壳体2的壁向外导引。为了电绝缘地导引分支10，周侧的接套11被盘式绝缘体12加固，分支10流体密封地贯穿盘式绝缘体。现在，在周侧的接套11上可以法兰安装另外的结构组件、例如户外绝缘套管或其他的壳体结构组件。与分支10通过壳体2的壁导出类似地，第二子区段7通过另外的周侧的接套11a和另外的盘式绝缘体12a电绝缘地且流体密封地从壳体2的内部向外导引。当前规定，壳体2基本上由被加载地电势的导电材料形成。

传输元件1贯穿空心支撑件9，并且在相线导体的第一子区段6内延伸到第一开关接触件4。在此，传输元件1由多个区段组成。传输元件1例如具有电绝缘的管区段1a。电绝缘的管区段1a利用其背对开关部位3的端部与传输元件1的盘形的区段2a连接。盘形的区段2a通过所谓的波纹管13(可逆变形的区段)封闭壳体2中的开口。波纹管13在其端侧利用盘形的区段2a流体密封地封闭。波纹管13利用其另一端部在端侧与壳体2的角度固定的区段(包绕开口)流体密封地连接。传输元件1通过壳体外部的盘形的区段2a在驱动杆14中延伸。在传输元件1的面对开关装置3的端部上，传输元件1具有布置在弹簧壳体16中的接触压紧弹簧15。弹簧壳体16设有导引凸缘17，从而传输元件1的弹簧壳体16在中心在相线导体的第一子区段6的空心柱形的凹部内滑动导引。附加地，在传输元件1的延伸方向上布置有接触盘18。接触盘18与第一开关接触件4导电连接。接触盘18和弹簧壳体16的导引凸缘17一样在第一子区段6的相同的空心柱形的凹部中滑动。在需要时，电接触可以不仅通过接触盘18，而且也附加地通过弹簧壳体16实现，以便通过第一子区段6确保第一开关接触件4与待中断的相线导体之间的可运动的导电接触。

波纹管13在外周侧被轴承套19包围。轴承套19布置在壳体2的外部。轴承套19在其空心柱形的凹部中容纳盘形的区段2a，从而可线性移动地导引该盘形的区段2a。在轴承套19中的内周侧和波纹管13的圆周上的外周侧之间形成的环形缝隙中布置有间隔保持器20。间隔保持器20当前基本上空心柱形地构造，其中，该间隔保持器在端侧固定在盘形的区段2a上。为了减小外圆周上的摩擦，在间隔保持器20上布置有轴向间隔地环绕的环形的凸肩。在壳体2内部，在波纹管13的内壁与电绝缘的管区段1a之间布置有附加的间隔保持器21。附加的间隔保持器21与壳体2位置固定地连接，其中，间隔保持器20和附加的间隔保持器21的轴向尺寸选择为，总是确保两个间隔保持器20、21的重叠(同时在这两个间隔保持器20、21之间布置有波纹管13)。在波纹管13变形时，通过间隔保持器20、21确保波纹管的导引。

在第一子区段6内，通过在该第一子区段6中的导引凸缘17或接触盘18提供用于传输元件1的第一导向轴承。第一导向轴承因此布置在开关设备的相线导体上。第一导向轴承布置在壳体2内部。第二导向轴承在轴承套19上形成，在轴承套内可移动地导引盘形的区段2a。传输元件1的盘形的区段2a在壳体2外部的第二导向轴承上导引。导向轴承分别在端部侧布置在电绝缘的管区段1a上。第一导向轴承和第二导向轴承的轴承套相对于壳体2位置固定地取向。两个导向轴承在此沿轴向方向相互对齐地取向，从而传输元件1(尤其是电绝缘的区段/电绝缘的管区段1a)的线性运动不仅在壳体2的内部而且在壳体2的外部导引。在接通过程中(附图示出开关部位3的断开状态)，输出与传输元件1耦连的驱动装置的运动，其中，传输元件1进行线性运动，由此，第一开关接触件4靠近第二开关接触件5。在此，不仅通过第一导向轴承，而且也通过第二导向轴承实现传输元件1的线性导引。第一开关接触件4和第二开关接触件5的接触导致驱动装置的过度行程，由此压缩接触压紧弹簧15。因此，从传输元件1出发、在第一开关接触件4与第二开关接触件5之间产生接触力。相线导体接通。在接通过程期间压缩波纹管13，其中，两个间隔保持器20、21的重叠增加，由此更强地导引波纹管13的折叠。

在断开过程中，传输元件1的运动方向发生逆转。在此，首先松弛接触压紧弹簧15，随后，第一开关接触件4远离第二开关接触件5，直到达到断开位置。

壳体2的内部可以在过压下填充以电绝缘的流体。电绝缘的流体优选以气态形式存在于壳体2的内部。作为电绝缘的流体证实合适的例如是六氟化硫、氟酮、氟腈、二氧化碳、氮、氧气和其他的负电物质，优选混合形式的负电物质。在附图中示出的开关设备驱动装置或所示的开关装置3例如可以使用在所谓的气体绝缘的开关设施中或也使用在户外开关设备中。除了图1所示的单极的电绝缘以外，还可以使用具有多极的电绝缘、即具有多个彼此电绝缘的相线导体(布置在同一个壳体2内)的变型方案。

Claims (15)

1.一种开关设备驱动装置，所述开关设备驱动装置具有用于传输穿过壳体(2)的壁的运动的传输元件(1)，其特征在于，所述传输元件(1)在壳体(2)的壁上可线性移动地支撑地导引。

2.根据权利要求1所述的开关设备驱动装置，其特征在于，所述传输元件(1)在壳体(2)内部可线性移动地支撑地导引。

3.根据权利要求1或2所述的开关设备驱动装置，其特征在于，所述传输元件(1)在壳体(2)外部可线性移动地支撑地导引。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的开关设备驱动装置，其特征在于，第一导向轴承布置在开关设备的相线导体(6)上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的开关设备驱动装置，其特征在于，第二导向轴承导引流体密封的区段(2a)，用于封闭壁的开口。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的开关设备驱动装置，其特征在于，第二导向轴承具有轴承套(19)，所述传输元件(1)可移动地支撑在所述轴承套上。

7.根据权利要求6所述的开关设备驱动装置，其特征在于，所述轴承套(19)包绕壁的可逆变形的区段(13)。

8.根据权利要求7所述的开关设备驱动装置，其特征在于，在轴承套(19)与可逆变形的区段(13)之间布置有间隔保持器(20)。

9.根据权利要求8所述的开关设备驱动装置，其特征在于，间隔保持器(20)能够相对于轴承套(19)移动。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的开关设备驱动装置，其特征在于，相互对齐地布置的第一导向轴承和第二导向轴承稳定传输元件(1)的线性运动。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的开关设备驱动装置，其特征在于，所述壳体(2)是压力容器。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的开关设备驱动装置，其特征在于，在所述壳体(2)内部布置有开关设备的开关部位(3)。

13.根据权利要求12所述的开关设备驱动装置，其特征在于，开关部位(3)至少部分支撑在所述壳体(2)上。

14.根据权利要求4至13中任一项所述的开关设备驱动装置，其特征在于，第一导向轴承和第二导向轴承彼此电绝缘地布置。

15.一种电开关设备，所述开关设备具有相对彼此可驱动的开关接触件，其特征在于，所述开关设备具有根据权利要求1至14中任一项所述的开关设备驱动装置。