CN112534530B - 开关装置和用于开关装置的传动装置单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于双开关装置(1)的传动装置单元(7)，所述双开关装置具有两个沿双开关装置(1)的纵轴线(3)延伸的开关单元(5、6)。所述传动装置单元(7)包括传动装置壳体(15)，所述传动装置壳体(15)具有两个相对置的第一壳体开口(19)和两个相对置的第二壳体开口(20)，所述两个第一壳体开口关于第一中心平面(21)彼此镜像对称地布置，所述两个第二壳体开口关于与第一中心平面(21)正交的第二中心平面(22)彼此镜像对称地布置。所述传动装置单元(7)还包括布置在传动装置壳体(15)中的换向装置(23)，该换向装置用于将开关单元(5、6)的开关杆(12)耦连到导引穿过第二壳体开口(20)的驱动杆(9)上，所述换向装置具有第一耦连关节(25)，所述换向装置(23)通过第一耦连关节能耦连到驱动杆(9)上。第一耦连关节(25)能够在第一中心平面(21)中与第二中心平面(22)正交地在两个终端位置之间移动，所述两个终端位置与第二中心平面(22)距离相等。
Description
本发明涉及一种用于双开关装置的传动装置单元(或者说传动单元)、一种具有这种传动装置单元的双开关装置以及一种具有多个这种双开关装置的开关装置。
本发明尤其涉及用于高压和大电流的开关装置，例如具有断路器的开关装置、也称作交流旁路开关的用于交流电的旁路开关、也称作直流旁路开关的用于直流电的旁路开关或用于直流电的整流开关。对于这类开关装置的部件的要求随着设计开关装置必须针对的电流和电压而提高。为了降低单独部件的成本或者特别是为了完全利用可用的部件制造用于非常高的电流和电压的开关装置，开关装置通常配备有多个开关单元，这些开关单元彼此电连接并且在开关过程中协同作用。本发明涉及一种具有两个开关单元的双开关装置，开关单元具有用于断开和闭合电流路径的开关杆，其中，开关杆通过驱动杆被驱动，并且双开关装置具有传动装置单元，该传动装置单元将驱动杆耦连到开关单元的开关杆上，以便协调开关杆的开关运动。本发明尤其还涉及具有多个这种双开关装置的开关装置，这些双开关装置共同地被驱动。
因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的用于双开关装置的传动装置单元，双开关装置具有用于断开和闭合电流路径的两个开关单元，以及提供一种改进的双开关装置和具有多个双开关装置的开关装置。
按照本发明，所述技术问题通过具有权利要求1的特征的传动装置单元、具有权利要求11的特征的双开关装置和具有权利要求12的特征的开关装置来解决。
本发明的优选的设计方案是从属权利要求的技术方案。
按照本发明的传动装置单元设计用于双开关装置，所述双开关装置具有两个沿双开关装置的纵轴线延伸的用于断开和闭合电流路径的开关单元。所述传动装置单元包括传动装置壳体，该传动装置壳体具有两个相对置的第一壳体开口和两个相对置的第二壳体开口，所述两个第一壳体开口关于第一中心平面彼此镜像对称地布置，所述两个第二壳体开口关于与第一中心平面正交的第二中心平面彼此镜像对称地布置。每个第一壳体开口设计用于将开关杆从开关单元引入传动装置壳体中，并且每个第二壳体开口设计用于将驱动杆引入传动装置壳体中。此外，传动装置单元具有布置在传动装置壳体中的换向装置，该换向装置用于将开关杆耦连到驱动杆上。所述换向装置包括第一耦连关节和两个第二耦连关节，换向装置通过所述第一耦连关节能耦连到驱动杆上，换向装置通过所述两个第二耦连关节能分别耦连到开关杆上。第一耦连关节能够在第一中心平面中与第二中心平面正交地在两个终端位置之间移动，这两个终端位置与第二中心平面距离相等。
本发明使得，传动装置单元能够以两个彼此不同的安装位置布置在双开关装置的开关单元之间，而开关单元和驱动杆的结构和布置相同。在第一安装位置中，相对于第二安装位置，传动装置单元围绕双开关装置的纵轴线旋转了180度。这能够被实现的方式是，两个第一壳体开口关于第一中心平面的彼此镜像对称地布置和两个第二壳体开口关于第二中心平面的彼此镜像对称地布置以及第一耦连关节的两个终端位置与第二中心平面距离相等。由于传动装置单元的在一个安装位置中的换向装置相对于另一个安装位置旋转了180度，因此驱动杆在这两个安装位置中的相同的移动引起单独的开关杆的彼此相反的开关运动。例如，在第一安装位置中，通过驱动杆的拉动运动闭合电流路径，而在第二安装位置中，通过该拉动运动断开电流路径。相应地，在第一安装位置中，通过驱动杆的反向于拉动运动的推动运动断开电流路径，而在第二安装位置中，该推动运动闭合电流路径。由于驱动杆的弹性特性，驱动杆的拉动运动可以比推动运动以更高的速度实施，因此可以实现双开关装置的在两个安装位置中的彼此不同的接通速度，或者接通速度可以通过安装位置的变换来改变。这有利地扩展了传动装置单元的应用可能性。
在按照本发明的传动装置单元的一种设计方案中，每个第一壳体开口关于第二中心平面镜像对称。由此，在两个安装位置中，第一壳体开口具有相同的形状，从而使传动装置单元在两个安装位置中的灵活布置变得容易。
在按照本发明的传动装置单元的另外的设计方案中，传动装置壳体具有两个第一传动装置壳体凸缘，这两个第一传动装置壳体凸缘分别包围一个第一壳体开口。这两个第一传动装置壳体凸缘尤其可以关于第一中心平面彼此镜像对称地构造。此外，每个第一传动装置壳体凸缘可以关于第二中心平面镜像对称地构造。传动装置单元的这些设计方案有利地能够实现通过凸缘连接装置将传动装置单元与开关单元简单地连接。
在按照本发明的传动装置单元的另外的设计方案中，每个第二壳体开口关于第一中心平面镜像对称。在按照本发明的传动装置单元的另外的设计方案中，传动装置壳体具有两个第二传动装置壳体凸缘，这两个第二传动装置壳体凸缘分别包围一个第二壳体开口。这两个第二传动装置壳体凸缘尤其可以关于第二中心平面彼此镜像对称地构造。此外，每个第二传动装置壳体凸缘可以关于第一中心平面镜像对称地构造。传动装置单元的这些设计方案有利地通过分别连接配属于彼此不同的传动装置单元的两个第二传动装置壳体凸缘而使得多个传动装置单元能够堆叠。由此可以将多个双开关装置相叠地布置。第二壳体开口和第二传动装置壳体凸缘的提到的对称的布置和构造使各传动装置单元的连接变得容易并且使得多个双开关装置的开关单元能够由共同的驱动杆驱动，该驱动杆导引穿过这些双开关装置的传动装置单元的传动装置壳体。
在按照本发明的传动装置单元的另外的设计方案中，所述换向装置具有两个肘形杆，其中，每个肘形杆围绕转轴能旋转地支承在所述传动装置壳体上并且具有第一杠杆臂和第二杠杆臂，所述第一杠杆臂通过第三耦连关节耦连到与第一耦连关节连接的连接元件上，在所述第二杠杆臂上布置有第二耦连关节。换向装置的该设计方案通过相对简单、廉价和少维护的部件实现了开关杆与驱动杆的耦连。
按照本发明的双开关装置包括两个沿该双开关装置的纵轴线延伸的开关单元，这两个开关单元分别具有用于断开和闭合电流路径的开关杆，按照本发明的双开关装置还包括布置在所述两个开关单元之间的按照本发明的传动装置单元和驱动杆，该驱动杆与传动装置壳体的第二中心平面正交地延伸穿过第二壳体开口伸入传动装置单元的传动装置壳体中。传动装置单元的换向装置通过第一耦连关节耦连到所述驱动杆上并且通过第二耦连关节耦连到所述开关杆上。这种双开关装置的优点与按照本发明的传动装置单元的前述优点相应并且因此此处不再列出。
在具有按照本发明的多个双开关装置的按照本发明的开关装置中，所有的传动装置单元的第二中心平面彼此平行，并且所述多个双开关装置具有共用的驱动杆，该驱动杆通过第一耦连关节耦连到所有双开关装置的传动装置单元的换向装置上。在此，至少两个双开关装置的传动装置单元的第一中心平面可以重合或相交。此外，两个双开关装置的传动装置单元构造相同，其中，这两个双开关装置中的一个双开关装置的传动装置单元相对于另一个双开关装置的传动装置单元围绕该双开关装置的纵轴线旋转了180度地布置在该双开关装置的开关单元之间。这种开关装置使得多个双开关装置能够由共同的驱动杆驱动。由此可以例如共同地驱动彼此电连接的双开关装置。例如，其传动装置单元布置在彼此不同的安装位置中的多个双开关装置的耦连可以例如用于将具有彼此不同的功能的双开关装置耦连，这些功能需要彼此不同的开关速度和开关方向。
结合以下对实施例的描述，本发明的上述特性、特征和优点及其实现方式将会更清楚和易于理解，这些实施例结合附图详细阐述。在附图中：
图1示出双开关装置的侧视图，
图2示出在具有以剖面图示出的传动装置壳体的传动装置单元的区域中的双开关装置的第一实施例，
图3示出具有以剖面图示出的传动装置壳体的双开关装置的第二实施例，
图4示出具有两个双开关装置的开关装置的第一实施例，这两个双开关装置分别具有传动装置单元，该传动装置单元的传动装置壳体以剖面图示出，
图5示出具有两个双开关装置的开关装置的第二实施例。
彼此对应的部件在附图中设有相同的附图标记。
图1示出双开关装置1的侧视图。双开关装置1具有两个沿双开关装置1的纵轴线3延伸的用于断开和闭合电流路径的开关单元5、6和布置在开关单元5、6之间的传动装置单元7以及驱动杆9。
每个开关单元5、6具有绝缘壳体11和布置在绝缘壳体11中的(在图中未示出的)灭弧室，在灭弧室中布置有可移动的用于断开和闭合开关单元11的电流路径的开关杆12(参见图2至图4)。两个开关单元5、6的电流路径串联地电连接并且因此构成双开关单元1的电流路径。此外，每个开关单元5、6在传动装置单元侧具有开关单元凸缘13。
每个绝缘壳体11设计为管状、在其外侧具有呈环形地围绕纵轴线3延伸的绝缘罩并且由电绝缘材料、例如瓷或复合材料制成。
传动装置单元7具有传动装置壳体15。传动装置壳体15具有两个相对置的第一传动装置壳体凸缘17和两个相对置的第二传动装置壳体凸缘18。每个第一传动装置壳体凸缘17与开关单元5、6的开关单元凸缘13连接。每个第一传动装置壳体凸缘17包围传动装置壳体15的第一壳体开口19，开关杆12从开关单元5穿过第一壳体开口19伸入传动装置壳体15中。每个第二传动装置壳体凸缘18包围传动装置壳体15的第二壳体开口20。驱动杆9穿过第二壳体开口20伸入传动装置壳体15中。
图2示出在传动装置单元7的区域中的双开关装置1的第一实施例，其中，传动装置壳体15以剖面图示出。
两个第一壳体开口19关于第一中心平面21彼此镜像对称地布置。第二壳体开口20关于与第一中心平面21正交的第二中心平面22彼此镜像对称地布置。每个第一壳体开口19关于第二中心平面22镜像对称。两个第一传动装置壳体凸缘17设计为关于第一中心平面21彼此镜像对称，并且每个第一传动装置壳体凸缘17设计为关于第二中心平面22镜像对称。两个第二传动装置壳体凸缘18设计为关于第二中心平面22彼此镜像对称，并且每个第二传动装置壳体凸缘18设计为关于第一中心平面21镜像对称。
开关杆12从开关单元5、6穿过每个第一壳体开口19伸入传动装置壳体15中。驱动杆9穿过第二壳体开口20伸入传动装置壳体15中。驱动杆9的纵轴线与第二中心平面22正交地在第一中心平面21中延伸。
在传动装置壳体15中布置有换向装置23，该换向装置将开关杆12耦连到驱动杆9上并且将驱动杆9沿其纵轴线的运动转换为开关杆12的基本上与驱动杆的运动正交的运动。
换向装置23具有第一耦连关节25，换向装置23通过第一耦连关节25耦连到驱动杆9上。换向装置23还具有两个第二耦连关节26，换向装置23通过这两个第二耦连关节分别耦连到开关杆12上。
此外，换向装置23具有两个肘形杆29，这两个肘形杆分别围绕转轴31可转动支承在传动装置壳体15上并且设计为关于第一中心平面21彼此镜像对称。每个肘形杆29具有第一杠杆臂29.1，该第一杠杆臂29.1通过第三耦连关节27耦连到连接元件33上，该连接元件33与第一耦连关节25连接。此外，每个肘形杆29具有第二杠杆臂29.2，在该第二杠杆臂29.2上布置有第二耦连关节26，第二杠杆臂29.2通过该第二耦连关节26与开关杆12连接。
第一耦连关节25在第一中心平面21中可以与第二中心平面22正交地在与第二中心平面22等距的两个终端位置之间移动。
图3示出双开关装置1的第二实施例，其中又以剖面图示出传动装置单元7的传动装置壳体15。该实施例与图2所示的实施例的不同之处仅在于，传动装置单元7围绕双开关装置1的纵轴线3旋转了180度地布置在开关单元5、6之间，并且驱动杆9穿过另外的第一壳体开口20伸入传动装置壳体15中。这是可行的，由于两个第一传动装置壳体凸缘17关于第一中心平面21彼此镜像对称的布置和第一传动装置壳体凸缘分别关于第二中心平面22镜像对称的设计以及两个第二传动装置壳体凸缘18关于第二中心平面22彼此镜像对称的布置。
与图2所示的实施例相比，由于图3所示的实施例中的传动装置单元7的旋转，驱动杆9在这些实施例中的相同的运动引起各个单独的开关杆12的彼此相反的开关运动。例如，在图3所示的实施例中，通过驱动杆9的向下的拉动运动闭合电流路径，而在图2所示的实施例中，该拉动运动断开电流路径。相应地，在图3所示的实施例中，通过驱动杆9的向上的推动运动断开电流路径，而在图2所示的实施例中，该推动运动闭合电流路径。由于驱动杆9的弹性特性，驱动杆9的拉动运动可以比推动运动以更高的速度实施，因此与图2所示的实施例相比，在图3所示的实施例中可以实现双开关装置1的更高的接通速度。
图4示出具有两个双开关装置1的开关装置40的第一实施例。每个双开关装置1与图2和图3所示的双开关装置1之一类似地设计。两个双开关装置1之一的传动装置单元7相对于另一个双开关装置1的传动装置单元7围绕双开关装置1的纵轴线3旋转了180度。两个传动装置单元7的传动装置壳体15又以剖面图示出。双开关装置1具有共同的驱动杆9，该驱动杆通过第一耦连关节25耦连到两个双开关装置1的传动装置单元7的换向装置23上。传动装置单元7通过连接凸缘件42彼此连接，该连接凸缘件具有两个连接凸缘44和连接凸缘开口46。每个连接凸缘44与两个传动装置单元7之一的第二传动装置壳体凸缘18连接。驱动杆9导引穿过两个双开关装置1之一的传动装置壳体15和连接凸缘件42的连接凸缘开口46进入另一个双开关装置1的传动装置壳体15中。两个双开关装置1的传动装置单元7的第一中心平面21重合，第二中心平面22彼此平行。两个双开关装置1在其开关单元5、6的构造和功能上彼此不同。例如，两个双开关装置1之一设计为断路器，该断路器的开关单元5、6分别具有用于熄灭电弧的灭弧装置，并且另一个双开关装置1的开关单元5、6不具有这种灭弧装置并且分别具有接通电阻(或者说合闸电阻)。
图5示出具有两个双开关装置1的开关装置40的第二实施例。该实施例与图4所示的实施例的不同之处在于，两个双开关装置1的纵轴线3彼此相对旋转90度。两个双开关装置1的传动装置单元7的第一中心平面21彼此正交，两个双开关装置1的传动装置单元7的第二中心平面22彼此平行。
尽管通过优选的实施例对本发明的细节进行了详细的图解和描述，但本发明不受所公开的例子的限制，并且本领域技术人员可以从中得出其它不同的变型，只要不脱离本发明的保护范围即可。
Claims (14)
1.一种开关装置(40)，具有多个双开关装置(1)，所述双开关装置包括：
-两个沿所述双开关装置(1)的纵轴线(3)延伸的开关单元(5、6)，所述两个开关单元分别具有开关杆(12)以断开和闭合电流路径，
-布置在所述两个开关单元(5、6)之间的传动装置单元(7)，
-驱动杆(9)，所述驱动杆与传动装置单元(7)的第二中心平面(22)正交地延伸穿过第二壳体开口(20)伸入传动装置单元(7)的传动装置壳体(15)中，
-其中，所述传动装置单元(7)的换向装置(23)通过第一耦连关节(25)耦连到所述驱动杆(9)上并且通过第二耦连关节(26)耦连到所述开关杆(12)上，其中，在所述开关装置(40)中，所有的传动装置单元(7)的第二中心平面(22)彼此平行，并且所述多个双开关装置(1)具有共用的驱动杆(9)，该驱动杆通过第一耦连关节(25)耦连到所有双开关装置(1)的传动装置单元(7)的换向装置(23)上。
2.根据权利要求1所述的开关装置(40)，其中，至少两个双开关装置(1)的传动装置单元(7)的第一中心平面(21)重合。
3.根据权利要求1或2所述的开关装置(40)，其中，至少两个双开关装置(1)的传动装置单元(7)的第一中心平面(21)相交。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置(40)，其中，两个双开关装置(1)的传动装置单元(7)构造相同，并且这两个双开关装置(1)中的一个双开关装置的传动装置单元(7)相对于另一个双开关装置(1)的传动装置单元(7)围绕双开关装置(1)的纵轴线(3)旋转了180度地布置在双开关装置(1)的开关单元(5、6)之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置(40)，具有用于双开关装置(1)的传动装置单元(7)，所述双开关装置具有两个沿双开关装置(1)的纵轴线(3)延伸的用于断开和闭合电流路径的开关单元(5、6)，所述传动装置单元(7)包括：
-传动装置壳体(15)，该传动装置壳体具有两个相对置的第一壳体开口(19)和两个相对置的第二壳体开口(20)，所述两个第一壳体开口关于第一中心平面(21)彼此镜像对称地布置，所述两个第二壳体开口关于与第一中心平面(21)正交的第二中心平面(22)彼此镜像对称地布置，其中，每个第一壳体开口(19)设计用于将开关杆(12)从开关单元(5、6)引入传动装置壳体(15)中，并且每个第二壳体开口(20)设计用于将驱动杆(9)引入传动装置壳体(15)中，
-和布置在所述传动装置壳体(15)中的换向装置(23)，该换向装置用于将开关杆(12)耦连到驱动杆(9)上，所述换向装置具有第一耦连关节(25)和两个第二耦连关节(26)，所述换向装置(23)通过所述第一耦连关节能耦连到驱动杆(9)上，所述换向装置(23)通过所述两个第二耦连关节能分别耦连到开关杆(12)上，
-其中，所述第一耦连关节(25)能够在第一中心平面(21)中与第二中心平面(22)正交地在两个终端位置之间移动，所述两个终端位置与所述第二中心平面(22)距离相等。
6.根据权利要求5所述的开关装置(40)，其中，每个第一壳体开口(19)关于第二中心平面(22)镜像对称。
7.根据权利要求5或6所述的开关装置(40)，其中，所述传动装置壳体(15)具有两个第一传动装置壳体凸缘(17)，所述两个第一传动装置壳体凸缘分别包围一个第一壳体开口(19)。
8.根据权利要求7所述的开关装置(40)，其中，所述两个第一传动装置壳体凸缘(17)关于第一中心平面(21)彼此镜像对称地构造。
9.根据权利要求7或8所述的开关装置(40)，其中，每个第一传动装置壳体凸缘(17)关于第二中心平面(22)镜像对称地构造。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的开关装置(40)，其中，每个第二壳体开口(20)关于第一中心平面(21)镜像对称。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的开关装置(40)，其中，所述传动装置壳体(15)具有两个第二传动装置壳体凸缘(18)，所述两个第二传动装置壳体凸缘分别包围一个第二壳体开口(20)。
12.根据权利要求10所述的开关装置(40)，其中，两个第二传动装置壳体凸缘(18)关于第二中心平面(22)彼此镜像对称地构造。
13.根据权利要求11或12所述的开关装置(40)，其中，每个第二传动装置壳体凸缘(18)关于第一中心平面(21)镜像对称地构造。
14.根据权利要求5至13中任一项所述的开关装置(40)，其中，所述换向装置(23)具有两个肘形杆(29)，并且每个肘形杆(29)围绕转轴(31)能旋转地支承在所述传动装置壳体(15)上并且具有第一杠杆臂(29.1)和第二杠杆臂(29.2)，所述第一杠杆臂通过第三耦连关节(27)耦连到与第一耦连关节(25)连接的连接元件(33)上，在所述第二杠杆臂上布置有第二耦连关节(26)。
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