CN110993391A - 用于电气开关设备的装备系统的锁定模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括累积装置的用于电气开关设备的装备系统的锁定模块，该模块包括：‑杠杆(130)，包括支承表面的第二端(132)，所述累积装置在其处于装备状态时在第一端上施加推力；‑采用意于抵抗推力的第一位置和意于抵抗推力的第二位置的锁定元件；该模块的特征在于，当支承表面抵靠接触表面时，固定到杠杆的鞋状件(180)介于支承表面和接触表面之间，鞋状件的与接触表面接触的表面的宽度大于轴承表面的宽度。

Description

用于电气开关设备的装备系统的锁定模块
技术领域
本发明涉及一种用于电气开关设备的装备系统的锁定模块，尤其涉及一种用于电流产生和断开模块的装备系统的锁定模块。本发明还涉及一种设置有根据本发明的锁定模块的电流产生和断开模块的控制系统。
背景技术
装备系统的锁定模块能够用于电气开关设备中的电流产生和断开模块的操纵，特别是闭合和/或打开，电气开关设备特别是在中压或高压下操作的电气开关设备，也就是说在大于1000V的电压下操作的电气开关设备。
在下文的描述中，电流产生和断开模块将被称为电流断开模块，应当理解，后者同样可能像用于电流的断开那样被实施用于电流的产生。
在本文件中，术语电气开关设备无区别地包括几种类型的电气设备，例如开关、断路器、接触器、熔断器开关、隔离开关、重合器(recloser)等。
在这方面，装备系统设置有累积装置，用于在从装备状态切换到卸除状态期间释放机械能。
锁定模块还包括：
-围绕第一枢转轴枢转连接的杠杆，其包括第一端和第二端，所述第二端包括称为支承表面的表面，所述累积装置在其处于所述装备状态时，在所述第一端处施加推力；
-锁定元件，用于采用分别称为第一位置和第二位置的两个位置中的一个或另一个，第一位置对应于支承表面抵靠锁定元件的接触表面以便抵抗杠杆由于推力导致的任何旋转并且将累积装置保持在装备状态的位置，第二位置对应于接触表面的缩回，以便允许累积装置从装备状态切换到卸除状态。
该锁定模块的锁定元件可包括围绕第二枢转轴线枢转连接的半月形件。
“半月形件”应理解为是指沿着平行于所述圆柱体的旋转轴线的切割平面截断的圆柱体。半月形件的一个特定例子是半圆柱体。半月形件的剩余圆柱表面限定了接触表面。
累积装置可以包括弹簧，例如压缩弹簧或螺旋弹簧，当弹簧处于压缩或张力下时，弹簧处于装备状态。
然而，现有技术中已知的这种锁定模块不能令人满意，并且可以在技术上和经济上进行改进。
实际上，为了允许锁定元件以合理的力从其第一位置切换到其第二位置，接触表面和支承表面之间的摩擦系数必须尽可能低。
为此，通常将杠杆的支承表面处理成表现出相对低的粗糙度，特别是低于1.6μm(Ra)，例如在0.6μm和1.6μm之间。
这种表面处理通常用表面重修设备(resurfacing equipment)获得，该表面重修设备相对昂贵且实施起来复杂。
此外，杠杆通常包括相对较厚的金属板，特别是大于6mm，以使其具有足够宽的横向接触表面，以避免特别是毛刺并因此避免半月形件的变形。因此，杠杆的制造通常通过金属块加工方法来执行，该方法成本高且实施复杂。
因此，本发明的一个目的是提出一种锁定模块，对于该锁定模块，支承表面和接触表面之间的摩擦系数的调节更容易实施并且更便宜。
本发明的另一个目的还在于提出一种锁定模块，对于该锁定模块，杠杆制造更简单且更便宜。
发明内容
本发明的目的至少部分地通过一种装备系统的锁定模块实现，所述装备系统设置有累积装置，用于在从装备状态切换到卸除状态期间释放机械能，所述模块包括：
-围绕第一枢转轴枢转连接的杠杆，其包括第一端和第二端，所述第二端包括称为支承表面的表面，其具有被称为支承宽度的宽度，所述累积装置在其处于所述装备状态时，在所述第一端处施加推力；
-锁定元件，用于采用分别称为第一位置和第二位置的两个位置中的一个或另一个，第一位置对应于支承表面抵靠锁定元件的接触表面以便抵抗杠杆由于推力导致的任何旋转并且将累积装置保持在装备状态的位置，第二位置对应于接触表面的缩回，以便允许累积装置从装备状态切换到卸除状态。
所述模块的特征在于，当支承表面抵靠接触表面时，由金属片制成并固定到杠杆的鞋状件介于支承表面和接触表面之间，称为次级表面的鞋状件表面部分与接触表面接触，所述次级表面的称为鞋状件宽度的宽度大于支承宽度。
根据一个实施方式，所述鞋状件宽度是所述支承宽度的至少两倍。
根据一个实施方式，所述次级表面具有小于1.6μmRa的粗糙度。
根据一个实施方式，所述鞋状件还包括保持舌部，所述保持舌部接合在形成于所述杠杆中的狭缝中，以便将所述鞋状件固定到所述杠杆。
根据一个实施方式，所述杠杆包括在塑料材料中包覆成型的轮毂，其确保所述杠杆与第一枢转轴的枢转连接，有利地，所述轮毂包括孔，所述孔由第一枢转轴穿过并且延伸枢转轴的直径的至少三倍的长度。
根据一个实施方式，所述杠杆包括厚度小于6mm，有利地在2mm和6mm 之间的金属板。
根据一个实施方式，所述锁定元件是围绕第二枢转轴枢转连接的半月形件，所述第二枢转轴有利地基本平行于所述第一枢转轴，所述接触表面由具有半月形件的圆柱几何形状的表面的一部分限定。
根据一个实施方式，所述装备系统包括轮，所述轮机械地联接到所述累积装置并且承载用于在所述第一端上施加推力的辊的板。
根据一个实施方式，所述累积装置包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧设置有外围端和中心端，所述中心端机械地连接到装备轴，有利地通过形成在所述装备轴中的凹槽。
根据一个实施方式，所述装备系统是电流断路设备的打开机构。
根据一个实施方式，所述装备系统是电流断路设备的闭合机构，所述外围端机械地连接到所述轮，所述轮进而围绕所述装备轴枢转连接。
根据一个实施方式，所述装备系统是电流断路设备的打开机构，所述外围端保持固定，所述轮与所述装备轴固定连接。
本发明还涉及一种电流断路设备的控制模块，其包括设置有用于打开电流断路设备的装备系统的模块和/或设置有用于闭合电流断路设备的装备系统的模块。
本发明还涉及一种电流断路设备的控制模块，该控制模块包括设置有用于打开电流断路设备的装备系统的模块和具有用于闭合电流断路设备的装备系统的模块，这两个装备系统具有共同的装备轴。
本发明还涉及一种包括根据本发明的模块的电气开关设备。
附图说明
参考附图，作为非限制性示例给出的根据本发明的装备系统的锁定模块的以下描述将给出其他特征和优点，其中：
-图1是根据本发明的锁定模块的第一示例的示意图；
-图2是根据本发明的锁定模块的第二示例的示意图；
-图3a和3b分别是图1的杠杆的第一面和第二面的示意图；
-图3c是布置在图1的杠杆的第二端的鞋状件的示意图；
-图3d是设置有轮毂的图1的杠杆的示意图；
-图4a和4b分别是图2的杠杆的第一面和第二面的示意图；
-图4c是图2的杠杆的第二端处的鞋状件的示意图；
-图4d是设置有轮毂的图2的杠杆的示意图；
-图5是半月形件的透视示意图；
-图6是扁平螺旋弹簧的示意图，该扁平螺旋弹簧具有通过凹槽连接到装备轴的非连续转弯部。
具体实施方式
图1和图2是根据本发明的锁定模块100的第一示例和第二示例的示意图。
如这些图中所示，锁定模块通常被实施为控制电流断路设备，特别是开关，的打开(图1)和/或闭合(图2)。
在这方面，打开控制和闭合控制通常包括设置有机械能累积装置120的装备系统110的动作。
能量累积装置120尤其可以包括弹簧，特别是压缩弹簧或螺旋弹簧(应当理解，在本发明的意义内，螺旋弹簧是具有非连续转弯部的扁平弹簧，非连续转弯部例如围绕轴缠绕)。
累积装置120可以采用分别称为装备状态和卸除状态的两种状态中的一种或另一种，并且适于在从装备状态切换到卸除状态时释放机械能。在这方面，装备状态由累积装置120的装备(或装备阶段)导致。
锁定模块100包括围绕第一枢转轴140枢转连接的杠杆130(图1、2、3a、3b、4a、4b)。
杠杆130包括第一端131和第二端132(也称为“钩”)，第二端包括称为支承表面132a(参见图1)的表面，其具有称为支承宽度的宽度。
应当理解，在没有必需指明的情况下，无论所考虑的元件如何，在平行于枢转轴的方向上测量宽度。
杠杆130包括分别称为第一面130a和第二面130b的两个侧向面，第一面130a和第二面130b由轮廓130c连接(第一面130a和第二面130b之间的距离限定杠杆130的厚度E)。应当理解，在没有必需指明的情况下，杠杆的两个侧向面与第一枢转轴140成直角。
还应当理解，在没有必需指明的情况下，支承面132a是第二端132处的轮廓130c的一小部分。
根据本发明，累积装置120在其处于装备状态时在第一端131上施加推力。
换句话说，当在装备状态中不对累积装置施加的推力提供阻力时，杠杆 130绕第一枢转轴140枢转。因此，杠杆130的这种旋转运动同时允许由累积装置120存储的机械能的释放，以及其从装备状态到卸除状态的切换。
装备系统可包括轮150，该轮150机械地联接到累积装置并且承载称为止动辊151的辊，用于将推力施加在第一端131上(图1和2)。
锁定模块还包括锁定元件170(图1、2和5)，其用于采用分别称为第一位置和第二位置的两个位置中的一个或另一个。
特别地，第一位置对应于支承表面132a抵靠锁定元件170的接触表面 170a(图2和5)以便抵抗由于推力而导致的杠杆130的任何旋转并且使累积装置120保持在装备状态的位置。
第二位置对应于接触表面170a的缩回，以便允许累积装置120从装备状态切换到卸除状态。
“接触表面的缩回”应理解为表示所述表面的滑动，使得后者被取消并且不再在杠杆130的第二端132处提供对由累积装置120施加的推力的阻力。
根据本发明，杠杆130在其第二端处包括由金属叶片制成的鞋状件180 (图3c和4c)。
鞋状件尤其布置成插入在接触表面170a和支承表面132a之间。
特别地，当所述支承表面抵靠接触表面时，鞋状件的被称为第二表面181 的表面部分，与接触表面170a(见图3c和4c)接触，该第二表面181具有被称为鞋状件宽度的宽度。
有利地，鞋状件相对于杠杆130对称地布置。
因此，这种鞋状件180的实施避免了接触表面170a和支承表面132a之间的接触，使得后者不再需要处理，特别是表面重修。
此外，金属叶片通常由轧制金属板形成，使得后者具有与降低的摩擦系数相容的表面状态，特别是粗糙度。金属叶片可包括不锈钢。
因此，次级表面的粗糙度小于1.6μmRa(“Ra”表示算术粗糙度)，特别是粗糙度为0.6μmRa至1.6μmRa。
如果证明是必要的，则可以通过抛光技术来实现次级表面的处理，特别是减小其粗糙度，抛光技术实施更简单并且比用于表面重修机加工部件的表面部分的表面重修方法更便宜。
特别有利地，鞋状件宽度大于支承宽度，特别是等于支承宽度的至少两倍。
鞋状件180可以包括固定舌部182，该固定舌部182接合在被称为固定狭缝133的狭缝中，该固定狭缝133形成在杠杆中，以便将鞋状件固定到所述杠杆(图3c和4c)。
固定舌部182在固定狭缝133(图3a和4a)中的配合可以是力配合。
补充地或替代地，固定狭缝133可以设置有用于固定舌部133的阻挡元件，特别是至少一个凸耳。
凸耳可以与形成在固定舌部182中的钻孔配合。
然而，这种固定鞋状件180的方法不限于固定舌部的实施方式，并且本领域技术人员将能够考虑任何其他可能合适的固定方案。
特别地，鞋状件180可以通过胶合或焊接固定在杠杆的第二端。
仍然有利地，杠杆130包括在塑料材料中包覆成型的轮毂190(图3d 和4d)，其确保所述杠杆130与第一枢转轴的枢转连接，有利地，轮毂包括由第一枢转连杆穿过并延伸枢转轴直径的至少三倍的长度的孔。
这种布置结合鞋状件宽度大于支承宽度，使得可以考虑厚度减小的杠杆，特别是厚度小于6mm，更特别地在2mm和6mm之间。
可以通过冲压或切割金属板(例如不锈钢)来获得该厚度范围内的杠杆。
这种类型的方法实施起来相对简单，并且与现有技术中考虑的加工技术相比更便宜。
锁定元件170可包括围绕第二枢转轴171枢转连接的半月形件(图1、2 和5)。第二枢转轴171有利地基本上平行于第一枢转轴140，接触表面由具有所述半月形件的圆柱几何形状的表面的一部分限定。
根据本发明，半月形件是沿平行于所述圆柱体的旋转轴线的平面截断的圆柱体。然后半月形件包括剩余圆柱形表面，该剩余圆柱形表面的两个边缘通过平坦面连接。半月形件的剩余圆柱形部分包括锁定元件的接触表面。
在操作中，半月形件可围绕第二枢转轴枢转以采用第一位置和第二位置中的一个或另一个。
特别地，在累积装置120的装备阶段，半月形件位于其第一位置，使得当所述累积装置施加推力时，支承表面132a抵靠半月形件的接触表面。因此，在该装备阶段期间，累积装置累积机械能，并且处于装备状态。
半月形件的从其第一位置到第二位置的切换或枢转破坏了对累积装置 120施加的推力的任何阻力，使得累积装置释放在装备阶段中累积的机械能，并且最终回到了卸除状态。
作为非限制性示例，图1和图2示出了本发明的相对特定布置。
特别地，图1和图2示出了分别用于打开和关闭电流中断设备，特别是开关的装备系统的锁定模块。
特别地，累积装置120包括螺旋弹簧，其被称为中心端120a(图6)的一端机械地连接到被称为装备轴160的轴。装备轴160可有利地基本上平行于第一枢转轴140。
通过形成在所述装备轴160中的凹槽160a有利地确保了装备轴160和中心端120a之间的机械连接。
螺旋弹簧的被称为外围端120b(图6)的另一端可以固定，特别是机械联接到图中未示出的固定元件(例如，连接到设备的框架的固定元件，图1)。
在该特定情况下，轮150相对于装备轴160固定连接(图1)。
因此，当螺旋弹簧处于装备状态时，螺旋弹簧在装备轴160上施加力，该力能够利用轮150旋转地驱动装备轴160。然后，轮150经由止动辊151 在杠杆130的第一端132处传递推力。
或者，外围端120b可相对于轮150固定连接(图2)。
根据这种配置，轮150然后围绕装备轴160枢转连接(图2)。
通过在装备轴160上施加旋转力来获得螺旋弹簧的装备。
止动辊151可以利用转轮连杆(runner link)安装在轮150上。
然后，螺旋弹簧的装备阶段包括两个中间阶段，分别称为第一阶段和第二阶段。
然后，第一阶段对应于由螺旋弹簧、轮150和止动辊151形成的组件围绕装备轴160的旋转轴线的旋转。在该第一阶段中，止动辊151沿着杠杆130 的轮廓130c滑动，以到达所述杠杆130的第一端131。
当止动辊151到达第一端时，第二阶段可以开始。当第二阶段进行时，支承表面132a抵靠接触表面170a(应当理解，鞋状件插入支承表面和接触表面之间)，使得螺旋弹簧在施加在装备轴上的旋转作用下积聚机械能。
在第二阶段结束时，螺旋弹簧处于装备状态。此时，将半月形件到其第二位置的简单的切换会破坏对推力的任何阻力，使得螺旋弹簧释放在装备阶段中累积的所有机械能并切换到卸除状态。本发明还涉及电流断开设备的控制模块。特别地，控制模块可以包括用于打开电流断路设备的装备系统和/ 或用于闭合电流断路设备的装备系统。
此外，当用于打开的装备系统和用于闭合的装备系统包括在共同的控制模块中时，它们可以包括共同的装备轴。
本发明还涉及一种包括根据本发明的模块的电气开关设备。

Claims (14)

1.一种装备系统(110)的锁定模块(100)，所述装备系统(110)设置有累积装置(120)，用于在从装备状态切换到卸除状态期间释放机械能，所述锁定模块包括：
-围绕第一枢转轴(140)枢转连接的杠杆(130)，所述杠杆包括第一端(131)和第二端(132)，所述第二端(132)包括称为支承表面(132a)的表面，所述支承表面具有称为支承宽度的宽度，所述累积装置(120)在其处于装备状态时在第一端(131)上施加推力；
-锁定元件(170)，所述锁定元件配置成采用分别称为第一位置和第二位置的两个位置中的一个或另一个，所述第一位置对应于支承表面(132a)抵靠锁定元件(170)的接触表面(170a)以抵抗由于所述推力导致的杠杆(130)的任何旋转并且使累积装置(120)保持在装备状态的位置，所述第二位置对应于接触表面(170a)的缩回以便允许累积装置(120)从装备状态切换到卸除状态；
所述模块的特征在于，当支承表面(132a)抵靠接触表面(170a)时，由金属片制成并固定到杠杆(130)的鞋状件(180)介于支承表面(132a)和接触表面(170a)之间，称为次级表面(181)的鞋状件表面部分(180)与接触表面(170a)接触，所述次级表面的称为鞋状件宽度的宽度大于支承宽度。
2.根据权利要求1所述的模块，其中，所述鞋状件宽度是所述支承宽度的至少两倍。
3.根据权利要求1或2所述的模块，其中，所述次级表面(181)具有小于1.6μmRa的粗糙度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的模块，其中，所述鞋状件(180)还包括保持舌部(182)，所述保持舌部(182)接合在形成于所述杠杆(130)中的狭缝中，以便将所述鞋状件(180)固定到所述杠杆(130)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的模块，其中，所述杠杆(130)包括用塑料材料包覆成型的轮毂(190)，其确保所述杠杆(130)与第一枢转轴(140)的枢转连接，有利地，所述轮毂(190)包括孔，所述孔由第一枢转轴(140)穿过并且延伸枢转轴的直径的至少三倍的长度。
6.根据权利要求5所述的模块，其中，所述杠杆(130)包括厚度小于6mm，有利地在2mm和6mm之间的金属板。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的模块，其中，所述锁定元件(170)是围绕第二枢转轴(171)枢转连接的半月形件，所述第二枢转轴有利地基本平行于所述第一枢转轴(140)，所述接触表面(170a)由具有半月形件的圆柱几何形状的表面的一部分限定。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的模块，其中，所述装备系统(110)包括轮(150)，所述轮机械地联接到所述累积装置(120)并且承载用于在所述第一端(131)上施加推力的止动辊(151)。
9.根据权利要求8所述的模块，其中，所述累积装置(120)包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧设置有外围端(120b)和中心端(120a)，所述中心端机械地连接到装备轴(160)，有利地通过形成在所述装备轴(160)中的凹槽(160a)。
10.根据权利要求9所述的模块，其中，所述装备系统(110)是电流断路设备的闭合机构，所述外围端(120b)机械地连接到所述轮(150)，所述轮进而围绕所述装备轴(160)枢转连接。
11.根据权利要求9所述的模块，其中，所述装备系统(110)是电流断路设备的打开机构，所述外围端(120b)保持固定，所述轮(150)与所述装备轴(160)固定连接。
12.一种电流断路设备的控制模块，其包括根据权利要求10所述的模块和/或根据权利要求11所述的模块。
13.一种电流断路设备的控制模块，其包括根据权利要求10所述的模块和根据权利要求11所述的模块，所述打开机构和所述闭合机构具有共同的装备轴。
14.一种电气开关设备，包括根据权利要求12至13中任一项所述的控制模块。
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