CN111194385A

CN111194385A - 联接元件

Info

Publication number: CN111194385A
Application number: CN201880065506.7A
Authority: CN
Inventors: M.利特克; D.毕肖夫; J.尼奇
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2020-05-22
Also published as: EP3652457B1; DE102017214543A1; WO2019037935A1; EP3652457A1

Abstract

本发明涉及一种用于联接两个轴的联接元件(1)，其构成为具有两个刚性连接的、相间隔的耦连盘(2、3)，所述耦连盘(2、3)相对彼此平行设置并且分别具有多个围绕盘中心设置的槽(21、22、23、24、31、32、33、34)，所述槽用于容纳配对件(4)的凸耳，以便实现耦连盘与配对件之间的力传递。此外，耦连盘(2、3)关于所述两个轴的联接相对于耦连盘(2、3)的中心同轴布置。

Description

联接元件

本发明涉及一种用于联接两个旋转的轴的联接元件。

合适的联轴器通常用于传递两个轴之间的旋转运动。其中，在某些应用情况下可能需要通过合适的联轴器来补偿轴之间的偏移。

例如，在学术界已知使用所谓的Oldham联轴器或者十字滑块联轴器来补偿两个需要联接的平行的轴的径向偏移。这种联轴器在有些特定应用情况下并不完全适合或者不必要地复杂。

因此，还需要开发具有公差补偿的有效、低成本的联轴器，所述联轴器针对应用情况进行了优化。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种这样的联接装置，所述联接装置尤其适合用于将旋转运动传递到开关设备中。

所述技术问题通过根据权利要求1所述的联接元件、根据权利要求11所述的联接系统和根据权利要求15所述的开关设备解决。在从属权利要求中给出了有益的改进方案。

在此建议用于联接两个轴的联接元件。所述联接元件构造有两个刚性连接的、相间隔的耦连盘(即这样的盘，通过这种盘促成或实现与轴的联接)，所述耦连盘互为平行设置并且分别具有多个围绕盘中心设置的槽(在此应该如此广泛地理解术语“槽”，即，“槽”包括术语“凹处”(Einbuchtungen)和“挖深部”(Vertiefungen))，所述槽用于容纳配对件的凸耳(在此应该如此广泛地理解术语“凸耳”，即，“凸耳”包括术语“凸起部”(Vorsprung)和“隆起部”(Ausstülpung))，以便实现耦连盘与配对件之间的力传递。在此，关于两个轴的联接，所述耦连盘相对于其中心同轴布置。

所述配对件可以与需要联接的轴刚性联接，从而通过联接元件促成或实现轴的联接。

优选地，耦连盘具有相同的形状。在这种情况下，配对件也可以构造成形状相同。

有意义的是，此外耦连盘的槽也可以具有相同的形状。耦连盘的相邻的槽的距离可以是相等的或者固定的。

在这种情况下，耦连盘通常关于其盘中心旋转对称，其中，360°/n(n为槽的数量)的旋转使耦连盘转变到相同的位置中。

耦连盘的槽的数量可以例如为2的数倍，其中，4个表示低复杂度和良好的力传递之间的良好折衷。

优选地，两个耦连盘关于其形状相同。此外，所述两个耦连盘相对于需要联接的轴的方向重合或者所述两个耦连盘具有槽的相同的定向(也就是说不存在所述耦连盘关于其槽的角偏移或旋转偏移)。替代地可以设置合适的旋转偏移、例如45°的旋转偏移。

根据本发明的联接元件的设计方案，至少一个耦连盘上(优选两个耦连盘)在其中心的区域具有留空部。所述留空部允许例如从所述联接元件外部插入轴。

联接元件的另外的设计方案规定，所述槽的边缘倒圆地成形。所述倒圆可以、但不必须涉及所有槽。

根据本发明的联接元件以及耦连盘的配对件可以由铝、铝合金或硬化钢组成。

本发明也涉及一种联接系统，所述联接系统包括根据本发明的联接元件以及至少一个相对于联接元件的耦连盘的配对件。其中，所述至少一个配对件具有凸耳，所述凸耳针对与耦连盘的槽的啮合设计或布置。

联接系统的至少一个配对件可以构造有环形的壁部，所述壁部具有指向内部的隆起部，其中，所述隆起部关于形状和布置方式设计为用于与耦连盘的槽啮合的凸耳。

根据按照本发明的联接系统的一种设计方案，凸耳和槽关于尺寸和形状如此设计，使得当至少一个配对件的凸耳啮合在或插入耦连盘的槽中时，配对件和耦连盘能够以小的角度范围相互旋转。也就是说，一定程度的游隙被实现，由此可以补偿一定程度的旋转偏移。所述的“小的角度范围”指的是小于360°/n(n为槽的数量)的角度并且优选不大于360°/n的一小部分(einBruchteil)。

另外，在根据本发明的联接系统中，至少一个配对件和所述联接元件构造设计为可以相对于垂直于由待联接的轴定义的方向的垂直面成小角度地相互倾斜。所述的“小角度”在此处应该被理解为小于45°并且优选不大于10°的角度。也就是说，配对件和耦连盘针对倾斜游隙设计。例如在配对件呈环形的情况下可以通过环的壁部和联接元件之间的间隙具体地实现。以这种方式可以实现对需要联接的轴的偏移的补偿。

本发明也涉及一种开关设备，尤其是一种气体绝缘的开关设备，所述开关设备具有开关(例如隔离开关或者断路器)和用于所述开关的位置的改变的、向外的套管，其中，借助于能通过套管传递的旋转运动(例如通过运动链)改变所述开关位置，所述套管构造有根据本发明的联接元件。

根据开关设备的改进方案，套管构造有两个配对件，所述联接元件啮合于所述配对件中，并且所述联接元件和所述配对件设置用于小的轴向游隙。也就是说，所述联接元件的耦连盘在(由需要联接的轴限定的)轴向上不直接与配对件(或另外的元件)接触，而是设置间隙，通过所述间隙实现所述游隙。换一种说法就是在联接元件和配对件之间设置间距，由此产生轴向游隙。通常，所述游隙不大于所述联接元件的轴向长度的一小部分。

根据按照本发明的开关设备的一种设计方案，所述开关设备的套管构造有根据本发明的联接系统，并且联接系统的至少一个配对件具有用于形状配合地容纳轴的开口。所述轴可以在不会产生接触的情况下进一步延伸到耦连盘的在其中心设置的留空部中(联接仅仅通过配对件和耦连盘实现)。

下面参照附图在实施例的范畴内更详细地说明本发明。在附图中：

图1示出了开关设备，

图2示出了布置在图1的开关设备中的隔离开关和旋转套管，

图3示出了根据本发明的联接元件连同配对件，

图4示出了根据本发明的联接元件的剖面视图，

图5示出了根据本发明的作为根据图2的套管的部件的联接元件，和

图6示出了根据本发明的作为根据图2的套管的部件的联接元件，其中，需要联接的轴发生了偏移。

图1示出了24kV的中压开关设备。该中压开关设备包括三位隔离开关71，三位隔离开关71布置在密封焊接的不锈钢容器中。该不锈钢容器填充以绝缘气体(目前通常为SF6)。借助于驱动装置711可以改变三位隔离开关71的位置。另外示出了汇流排73、电压互感器74、低压柜75、带有真空管的断路器76、用于断路器的驱动装置761、过压释放装置77、电流互感器78和电缆接头。

图2示出了带有隔离开关71的局部图。隔离开关71的位置可以通过从开关的外部借助于驱动装置711(参照图1)通过调节元件712施加旋转运动被改变。为此，调节元件712在区域713中与隔离开关71联接。针对该联接有意义的是，提供在焊接的容器72和隔离开关71之间的公差补偿。该公差补偿需要用于补偿可能的由于焊接变形或者制造公差引起的不准确性。这种补偿通过图3至图6中示出的联接装置实现，该联接装置是运动链的一部分。联接装置通过驱动装置711和气密的旋转套管712将开关钥匙(Schaltschlüssel)的运动转换为气密的容器中的隔离开关的旋转的开关运动。开关钥匙由操作者使用。开关的开关角(接通相角或切断相角，德语：Schaltwinkel)在此为开断-关合(AUS-EIN)和开断-接地(AUS-ERDE)各自的50°。

图3示出了根据本发明的联接元件1。联接元件1由两个固定连接的耦连盘2和3构成，耦连盘2和3设有槽21、22、23和24(耦连盘2)或槽31、32、33和34(耦连盘3)。这两个耦连盘2和3彼此平行地并且关于其中心点同轴布置。为了实现联接，提供了耦连盘的相对于联接方向正交或径向的结构化，而在联接方向、也就是轴向上基本上不存在结构化(除了边缘的倒圆)。

通过槽的形状和数量，耦连盘具有四叶草的轮廓。也可以说是一种花边缘轮廓。整个联接元件1呈耦连盘骨的形状。此外还示出耦连盘3的配对件或阴件(negativ)4。环形的配对件4具有圆形的外壳45，在外壳45的内侧设有隆起部或凸耳41、42、43和44，隆起部或凸耳与耦连盘3的槽31、32、33和34配合。通过使用通过轴连接的两个四叶草轮廓件或其配对件可以补偿两个轴的例如5°的偏移(如在图5中更准确示出的那样)。铝合金用作材料，通过铝合金避免了塑性变形。联接元件1承担可旋转的轴的功能并且由于联接元件的倒圆的形状允许角偏移。需要联接的轴在联接元件1的两侧分别装入耦连盘2或3的配对件中。

图4示出了联接元件1的耦连盘3的剖面图。清楚可见槽31、32、33和34的倒圆。槽的形状和配对件的凸耳的形状如此相互匹配，从而可以补偿配对件的适度的角偏移。耦连盘3的盘中心用附图标记5来标示。在耦连盘2和3的中心的连线可以被视为虚拟的旋转轴的意义上，两个耦连盘2和3是同轴的，需要传递的旋转运动围绕该虚拟的旋转轴发生(不考虑由公差引起的不准确性)。在耦连盘3的中心设有留空部6。留空部6不仅在节省材料方面有意义，而且在图5所示的套管的结构设计中承担关于需要联接的轴的功能。

在图5中示出了旋转套管8，通过旋转套管8将调节元件712(参照图2)和隔离开关(在图5中未示出)联接。旋转运动通过轴9传递。轴9借助于形状配合与配对件81连接。配对件81与联接元件1啮合。轴9部分延伸至联接元件1的留空部6中。整个装置包含联接元件1的两侧上的间隙或轴向游隙。轴向游隙81(2mm)和82(2.6mm)不仅允许轴向上的公差，而且还具有关于倾斜游隙或倾斜公差83的功能，如在图6中所示的那样。倾斜公差例如为5°并且补偿需要联接的轴的偏移。联系在对图3说明中提到的旋转游隙，因此在所有空间维度上实现了游隙或者公差，即关于旋转、轴向移动和倾斜的公差。

以开关设备为例对本发明作了描述，但是本发明一般性地能够用于具有两个轴的刚性联接的应用场合。

Claims

1.一种用于联接两个轴的联接元件(1)，构成为具有两个刚性连接的、相间隔的耦连盘(2、3)，所述两个耦连盘(2、3)

-相对彼此平行设置；

-分别具有多个围绕耦连盘中心设置的槽(21、22、23、24、31、32、33、34)，所述槽用于容纳配对件(4)的凸耳(41、42、43、44)，以便实现耦连盘与配对件之间的力传递；并且

-相对于它们的耦连盘中心同轴布置，以用于所述两个轴的联接。

2.按照权利要求1所述的联接元件，其特征在于，

所述耦连盘(2、3)具有相同的形状。

3.按照前述权利要求之一所述的联接元件，其特征在于，

耦连盘的槽(31、32、33、34)具有相同的形状。

4.按照前述权利要求之一所述的联接元件，其特征在于，

耦连盘的相邻的槽(31、32、33、34)之间的距离相同。

5.按照前述权利要求之一所述的联接元件，其特征在于，

耦连盘的槽的数目为2的数倍并且优选为4个。

6.按照前述权利要求之一所述的联接元件，其特征在于，

所述两个耦连盘(2、3)关于耦连盘的形状相同。

7.按照权利要求6所述的联接元件，其特征在于，

所述耦连盘(2、3)相对于需要联接的轴的方向重合或以45°旋转偏置。

8.按照前述权利要求之一所述的联接元件，其特征在于，

至少一个耦连盘(2、3)在耦连盘的中心的区域(5)中具有留空部(6)。

9.按照前述权利要求之一所述的联接元件，其特征在于，

所述槽的边缘倒圆地成形。

10.按照前述权利要求之一所述的联接元件，其特征在于，

所述联接元件由铝、铝合金或硬化钢构成。

11.一种联接系统，包括：

-按照权利要求1至10之一所述的联接元件(1)；和

-相对于所述联接元件(1)的耦连盘(3)的至少一个配对件(4)，所述配对件具有用于与耦连盘(3)的槽(31、32、33、34)啮合的凸耳(41、42、43、44)。

12.按照权利要求11所述的联接系统，其特征在于，

所述配对件(4)形成为具有环形的壁部(45)，所述壁部具有指向内部的隆起部(41、42、43、44)，所述隆起部关于形状和布置方式设计为用于与耦连盘(3)的槽(31、32、33、34)啮合的凸耳。

13.按照权利要求11或12所述的联接系统，其特征在于，

凸耳(41、42、43、44)和槽(31、32、33、34)关于尺寸和形状如此设计，使得当所述至少一个配对件(4)的凸耳(41、42、43、44)与耦连盘(3)的槽(31、32、33、34)啮合时，配对件和耦连盘能够以小的角度范围相互旋转。

14.按照权利要求11至13之一所述的联接系统，其特征在于，

所述至少一个配对件(4)和所述联接元件(3)被构造配置为能够相对于垂直于由需要联接的轴定义的方向的垂直面成小角度地相互倾斜。

15.一种开关设备(7)、尤其气体绝缘的开关设备，所述开关设备(7)具有：

-开关(71)；和

-用于所述开关(71)的位置的改变的、向外的套管(8)，所述开关(71)的位置借助于能通过所述套管(8)传递的旋转运动来改变，所述套管(8)构成为具有按照权利要求1至10之一所述的联接元件(1)。

16.按照权利要求15所述的开关设备，其特征在于，

所述套管(8)构成为具有两个配对件(4、73)，所述联接元件啮合在所述配对件中，并且

联接元件(1)和配对件(4、73)针对小的轴向游隙设置。

17.按照权利要求15或16所述的开关设备，其特征在于，

-所述开关设备(1)的套管(8)构成为具有按照权利要求11至14之一所述的联接系统；和

-所述联接系统的所述至少一个配对件具有用于形状配合地容纳轴的开口。