CN1129926C - 用于断路器且采用电机的远距驱动机构 - Google Patents

用于断路器且采用电机的远距驱动机构 Download PDF

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Abstract

一种用于断路器且采用电机的远距驱动机构。按照本发明，提供了用于电器开关装置、尤其是断路器的电机驱动机构。在考虑到必需的安全措施前提下，这种电机驱动机构能够以最小的电能消耗和简单的结构应用于具有不同开关特性和不同结构尺寸的断路器的场合。为此，断路器(3)与框架(19)螺栓连接。与不同结构尺寸的断路器的适配性通过不同的框架(19)和不同形式的具有或不具有跳跃功能的驱动机构组件(17、18)的组合来实现。

Description

用于断路器且采用电机 的远距驱动机构
                       技术领域
本发明涉及一种用于电气开关装置、尤其是断路器的电机驱动机构。驱动机构与断路器的耦接通过旋钮或开关锁来实现。
                       背景技术
为了获得最好的装置并尽可能窄小地构造装置，旋钮连接是十分合适的。在此公知了实现断路器跳跃合闸的各种电机驱动机构。这些电机驱动机构在文献FR 24 76 896、EP 0 034 966 A1、EP 0 150 756 A2和EP 0 506 066B1里得到描述。这些驱动机构相对来说是昂贵的。与其相反，存在用于本身具有跳跃合闸的断路器且结构更简单的电机驱动机构。在文献DE 690 24176 T2中描述了这样一种驱动机构。这些驱动机构对于不采用跳跃机构的断路器通常是不适合的，因为合闸速度太慢。远距驱动机构的绝大部分部件用螺栓连接在断路器上，并专门针对各种开关特性而设计。为了通过一个SPS来控制电机驱动机构，操作电流应尽可能地小。因此通过合闸磁铁的操纵或如EP 0 506 066 B1所述通过脱扣磁铁的连接脱扣就呈现出缺陷。手动操纵必须能够随时实现。
                       发明内容
本发明的目的在于，这样来构造一种用于电气开关装置、尤其是断路器的电机驱动机构，即在考虑到必需的安全措施前提下，这种电机驱动机构能够以最小的电能消耗和简单的结构应用于具有不同开关特性和不同结构尺寸的断路器的场合。
为了实现本发明的目的，提供一种用于电气开关装置，尤其是断路器的采用齿轮变速和跳跃合闸的电机驱动机构，其具有通过一个旋钮的操纵机构和一个传递驱动力的拨杆，该拨杆搭接所述旋钮，其中：从动齿轮通过一个断路器的旋钮居中座落在一个拨杆上，该拨杆通过从动齿轮卡紧并建立与旋钮和手动操纵机构的连接，从动齿轮容纳一个预紧弹簧，该弹簧的可动端支承在从动齿轮的销轴上，并同时嵌接进一个支杆，该支杆与从动齿轮一样座落在拨杆上，弹簧的可动端从合闸过程的开始就引导拨杆和支杆到一个连接位置，在此连接位置，弹簧的预紧力由从动齿轮的销轴传送到支承着的支杆上，并且从动齿轮单独继续转动，弹簧继续张紧，直到从动齿轮的另一个销轴解除连接，弹簧的合闸扭矩传递到拨杆上，该拨杆快速合闸断路器，接着带有拨杆的从动齿轮被驱动，弹性地顶着断路器的旋钮，直到从动齿轮的台阶移动一个连接板，该连接板操纵一个无需调整的跳跃系统，该跳跃系统再操纵终端开关，该连接板启动驱动电机和从动齿轮的反向运转，由此从动齿轮、弹簧和支杆返回到初始位置，直到一个终端开关终止合闸过程，断开动作类似于不具有跳跃功能的合闸动作进行，而且整个装置可以通过微小的部件改变而改装成不采用跳跃合闸的驱动机构，其中上述功能过程被保留，只是没有跳跃系统。
下表对本发明的电机驱动机构和现有装置进行了比较。
本发明的电机驱动机构     现有机构
    1个终端开关 1个终端开关盖板
1个终端开关封闭件
1个终端开关在机械分离情况下的电分离
在图7中示出了采用断路器3的整个电机驱动机构。
                       附图说明
本发明的优选实施例在附图中示出。附图中：
图1为采用跳跃合闸的驱动机构组件去掉上薄板后的俯视图，
图2为不采用跳跃合闸的驱动机构组件去掉上薄板后的俯视图，
图3为采用跳跃合闸的驱动机构组件的侧视图，
图4为不采用跳跃合闸的驱动机构组件的俯视图，
图5为采用和不采用跳跃合闸(跳跃系统)的驱动机构组件的底视图，
图6为采用上薄板的驱动机构组件的俯视图(联锁系统)，
图7为采用框架和断路器的驱动机构组件的侧视图，
图8为跳跃合闸(连杆系统)原理的侧视图。
                     具体实施方式
以下，结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
图1至8示出了本发明优选实施例的、用于电气开关装置，尤其是断路器的采用齿轮变速和跳跃合闸的电机驱动机构，其具有通过一个旋钮的操纵机构和一个传递驱动力的拨杆，该拨杆搭接所述旋钮。在本发明实施例的电机驱动机构中，从动齿轮1通过一个断路器3的旋钮2居中座落在一个拨杆4上，该拨杆4通过从动齿轮1卡紧并建立与旋钮2和手动操纵机构的连接，从动齿轮1容纳一个预紧弹簧5，该弹簧5的可动端6支承在从动齿轮1的销轴7上，并同时嵌接进一个支杆8，该支杆8与从动齿轮1一样座落在拨杆4上，弹簧5的可动端6从合闸过程的开始就引导拨杆4和支杆8到一个连接位置9，在此连接位置，弹簧5的预紧力由从动齿轮1的销轴7传送到支承着的支杆8上，并且从动齿轮1单独继续转动，弹簧5继续张紧，直到从动齿轮1的另一个销轴10解除连接9，弹簧5的合闸扭矩传递到拨杆4上，该拨杆4快速合闸断路器3，接着带有拨杆47的从动齿轮1被驱动，弹性地顶着断路器3的旋钮2，直到从动齿轮1的台阶11移动一个连接板12，该连接板12操纵一个无需调整的跳跃系统13，该跳跃系统13再操纵终端开关14，该连接板12启动驱动电机15和从动齿轮1的反向运转，由此从动齿轮1、弹簧5和支杆8返回到初始位置，直到一个终端开关16终止合闸过程，断开动作类似于不具有跳跃功能的合闸动作进行，而且整个装置可以通过微小的部件改变而改装成不采用跳跃合闸17的驱动机构，其中上述功能过程被保留，只是没有跳跃系统。
以下，将根据附图来描述本发明优选实施例的功能流程。
摆杆26上的驱动电机15采用齿轮27，该齿轮27可以在故障情况下为了手动操纵通过偏心轮34、35从齿轮啮合(间距a)状态断开(见图1和2)，驱动电机15通过耦合齿轮31驱动从动齿轮1，该齿轮1位于要被开关的断路器3的轴(拨杆4)上(见图7)。驱动机构组件17或18的拨杆4围住断路器3的旋钮2，并为了手动操纵和指示开关状态具有一个采用联锁机构23(可锁闭)的相似旋钮25。两个操纵旋钮2、25在转动方向上相互间刚性连接。采用内部跳跃合闸的断路器3的操纵旋钮2由从动齿轮1通过一个可拆卸的且弹性的耦合件分别在所期望的“接通”或“断开”方向上旋转。如果这个断路器例如在“接通”方向上到达其跳跃合闸点，则断路器可以无阻碍地接通。电机驱动机构本身在这个方向上继续转动，直到电机驱动机构(见图5)的跳跃系统13通过从动齿轮1上的台阶11操纵连接板12使电机换向。在此，图2中的拨杆47弹性地顶在拨杆4上，并由此顶在旋钮2上。接通或断开位置可靠地到达。这一点在断路器3的自由脱扣时更为重要，因为可靠的复接需要这一点。
在图4、5、7中通过终端开关37使电机15换向，从而使从动齿轮1返回到初始位置，使缺口55又重叠起来，而且可以看到并操纵断路器3的电流调整54(见图1、2)以及实现手动合闸。通过终端开关16实现断开。
不采用跳跃合闸的断路器3(见图2、4)的操纵是类似的，但是合闸借助于预紧弹簧和连杆系统来实现(见图8)。通过对系统17进行简单而微小的改变转换到系统18就能够适配于不采用跳跃合闸的断路器3。
采用扭簧5、6和支杆8的从动齿轮1(见图1、8)转到连接位置9。在这个点上，扭簧5的扭矩由从动齿轮1的销轴7传递到支杆8，弹簧5通过驱动电机15继续张紧。从动齿轮1上的另一个销轴10在齿轮1继续运动过程中解除连接，在此，弹簧5的扭矩传递到拨杆4，并由此使断路器3跳跃接通。
按照图5，在继续运行过程中，为了换接跳跃系统，扭簧5承担弹性空转。在换接以后，所述跳跃系统又返回初始位置。对于扭簧有：
M扭簧＞M断路器
因此可以通过弹簧实现扭矩的匹配。
在从动齿轮1执行完每一个指令后返回的初始位置，电机驱动机构的旋钮25可以在任何时候通过手动进行换接。在此，电机驱动机构随后自动跟踪并满足占主导地位的“断开”条件。这一点通过终端开关53来实现，终端开关53通过复位杆49的变形部位52来操纵，并与“接通”按键并联连接。在故障情况下，即在接通过程中间电机驱动机构的电压中断时，为了手动操纵，必须通过设置在盖板39中的用于操纵换接销钉36(见图7)的工具将驱动电机15转到“手动”位置。只有在这个位置才能够取下盖板39，并如所描述的那样实现所述旋钮的制动和锁闭。
此外，电机驱动机构还包括一个采用螺栓51的按键24，用于指示开关50的复位，从而解除短路。在供货状态，当断开或实施“复位”功能时，在断路器3拆下来以后这个复位自动实现。如果使用者不需要这一点，可以通过去掉返回按键24上的螺栓51，这一自动功能就不再有效。过程的电子控制装置位于固定在薄板20、21之间的线路板56上。采用本发明的设置，以最少的电耗实现了对具有不同开关特性的不同断路器3的适配性。所使用的跳跃系统可以无需调整地使用。
断路器3与框架19螺栓连接(见图7)。驱动机构组件17、18的零件装配在薄板20与21之间或上面，并安放在断路器3的旋钮2上，与框架19螺栓连接，并用盖板39封盖。远距驱动机构通过插塞连接件连接到电源和用于操纵的指令装置上。与不同结构尺寸断路器的适配性通过不同的框架19和不同形式的具有或不具有跳跃功能的驱动机构组件17、18的组合而实现。在此基本结构是相同的，通过更换或去除少量零件形成不同的驱动机构组件。图1给出了具有跳跃功能的驱动机构组件的俯视图。齿轮1、27、31与传动电机15的连接是明显可见的(见图3至5和图7)。侧向基本结构在图8中示出。在此拨杆4用来作为从动齿轮1、支杆8和旋钮25的支承轴并座落在薄板20、21之间。
连接系统通过扭簧5、从动齿轮1上的销轴7和半轴44构成，在此扭簧5预紧地座落在从动齿轮1上并支承在销轴7上。
图2示出了不采用跳跃合闸的驱动机构组件17的俯视图，在此，与驱动机构组件18相比，去掉了扭簧5、支杆8和半轴44，但增加了弹性拨杆47。在图3和4中示出了驱动机构组件17和18的结构。电机驱动机构增加了一个旋转系统，该系统包括用于齿轮的机械脱离和手动操纵时电分离的部件26、28、29、30、32、33，一个用于电机换接(可逆传动)的跳跃系统12、13(见图5)和一个联锁系统23(见图6)。在此所述旋转系统与联锁系统23是相互连接的，在联锁系统23中旋钮25的锁闭只能在断路器3的“断开”位置，在电机驱动机构处于机械分离和电分离情况下实现。
同时盖板39以其卡钩43(见图7)与固定销38、42连接。只有在装置处于机械的和电气分离情况下才能取下盖板39。通过这种组合可以节省终端开关。
通过驱动齿轮1和支杆8、一个半轴44(参见图8)及弹簧5的结合，从不采用跳跃合闸的驱动机构组件17可生产出具有跳跃合闸功能的驱动机构组件18。

Claims (19)

1.一种用于电气开关装置，尤其是断路器的采用齿轮变速和跳跃合闸的电机驱动机构，其具有通过一个旋钮的操纵机构和一个传递驱动力的拨杆，该拨杆搭接所述旋钮，其特征在于：从动齿轮(1)通过一个断路器(3)的旋钮(2)居中座落在一个拨杆(4)上，该拨杆(4)通过从动齿轮(1)卡紧并建立与旋钮(2)和手动操纵机构的连接，从动齿轮(1)容纳一个预紧弹簧(5)，该弹簧(5)的可动端(6)支承在从动齿轮(1)的销轴(7)上，并同时嵌接进一个支杆(8)，该支杆(8)与从动齿轮(1)一样座落在拨杆(4)上，弹簧(5)的可动端(6)从合闸过程的开始就引导拨杆(4)和支杆(8)到一个连接位置(9)，在此连接位置，弹簧(5)的预紧力由从动齿轮(1)的销轴(7)传送到支承着的支杆(8)上，并且从动齿轮(1)单独继续转动，弹簧(5)继续张紧，直到从动齿轮(1)的另一个销轴(10)解除连接(9)，弹簧(5)的合闸扭矩传递到拨杆(4)上，该拨杆(4)快速合闸断路器(3)，接着带有拨杆(47)的从动齿轮(1)被驱动，弹性地顶着断路器(3)的旋钮(2)，直到从动齿轮(1)的台阶(11)移动一个连接板(12)，该连接板(12)操纵一个无需调整的跳跃系统(13)，该跳跃系统(13)再操纵终端开关(14)，该连接板(12)启动驱动电机(15)和从动齿轮(1)的反向运转，由此从动齿轮(1)、弹簧(5)和支杆(8)返回到初始位置，直到一个终端开关(16)终止合闸过程，断开动作类似于不具有跳跃功能的合闸动作进行，而且整个装置可以通过微小的部件改变而改装成不采用跳跃合闸(17)的驱动机构，其中上述功能过程被保留，只是没有跳跃系统。
2.如权利要求1所述的电机驱动机构，其特征在于：驱动机构组件(17、18)可拆卸式与一个框架(19)螺栓连接，该框架(19)用作断路器(3)的螺栓连接面。
3.如权利要求1所述的电机驱动机构，其特征在于：主要功能部件座落在两个薄板(20、21)之间，并具有一个采用联锁系统(23)的手动/自动驱动的换接装置(22)和一个用于驱动电机(15)反向运转的无需调整的跳跃系统(13)。
4.如权利要求2所述的电机驱动机构，其特征在于：驱动机构组件(17、18)具有一个用于指示组件复位的按键(24)，该指示组件并联于拨杆(4)，同样位于薄板(20、21)之间，并通过所述弹簧(5)保持在初始位置。
5.如权利要求3所述的电机驱动机构，其特征在于：用于机械分离和电分离的换接装置(22)与用于锁闭远距驱动机构的旋钮(25)的联锁系统(23)组合在一起。
6.如权利要求3或5所述的电机驱动机构，其特征在于：采用驱动电机(15)和驱动齿轮(27)的摆杆(26)座落在间隔螺钉(28)上，一个位于摆杆(26)和另一个与第一个间隔螺钉(28)相反设置的间隔螺钉(30)之间的弹簧(29)向摆杆(26)加载一个扭矩，在此，摆杆(26)与支撑点相反地支承在第二间隔螺钉(30)上。
7.如权利要求6所述的电机驱动机构，其特征在于：弹性摆杆(26)处于基准位置，使得支座承受弹簧(29)的合力，并在驱动齿轮(27)与耦接齿轮(31)之间以纯刚性形式实现间距a，还使得从动齿轮(1)的齿面反作用力小于转动系统的齿面反作用力。
8.如权利要求7所述的电机驱动机构，其特征在于：第二间隔螺钉(30)同时起到弹簧(29)的悬挂点和摆杆(26)的支承点(32)的作用。
9.如权利要求8所述的电机驱动机构，其特征在于：摆杆(26)在支承点(32)附近具有斜面(33)，在那里，由换接销钉(36)固定连接的偏心轮(35)的销轴(34)在换接销钉(36)转动时进行机械分离，以及通过操纵终端开关(37)的摆杆(26)上的一个短臂进行电分离，然后摆杆(26)通过弹簧(29)自动地固定在换接位置，并在操纵时又自动返回初始位置。
10.如权利要求9所述的电机驱动机构，其特征在于：固定销(30)座落在弹簧(29)上面的换接销钉(36)上，该固定销(30)防止盖板(39)在自动运行中掉下，并与座落在驱动机构组件(17、18)的上薄板(20)上的止动杆(40)相连，在自动位置防止旋钮(25)内的滑板(41)拔出来或在“手动”位置允许其拉拔出来。
11.如权利要求10所述的电机驱动机构，其特征在于：固定销(38)具有一个台阶(42)，该台阶(42)嵌进盖板(39)的卡钩(43)里面或松开盖板(39)。
12.如权利要求11所述的电机驱动机构，其特征在于：在手动位置，旋钮(25)在远距驱动机构上的锁闭可以通过拔出采用一锁销的嵌进上薄板(20)里的滑板(41)来实现，但是由于有止动杆(40)，换接销钉(36)上的固定销(38)不能进入自动位置，由此维持电分离。
13.如权利要求3所述的电机驱动机构，其特征在于：在接通或断开过程之后，操纵一个无需调整的跳跃系统(13)，该系统(13)启动反向运转，其中，从动齿轮(1)上的一个台阶(11)操纵一个连接板(12)，在该连接板(12)上与传动相反地将一个弹簧(45)设置在连接板(12)与一个跳跃杆(46)之间，弹簧(45)在断路器(3)接通过程之后被拉过跳跃杆(46)的死点并操纵终端开关(14)。
14.如权利要求3和13所述的电机驱动机构，其特征在于：从动齿轮(1)具有弹性拨杆(47)，该拨杆(47)操纵拨杆(4)，并允许在接通或断开过程之后从动齿轮(1)可以继续转动，以便操纵用于驱动电机(15)的反向运转的跳跃系统(13)。
15.如权利要求14所述的电机驱动机构，其特征在于：在采用跳跃合闸的驱动机构组件(18)中，只存在一个用于断开断路器(3)的弹性止挡(48)，在合闸时扭簧(5)承担起第二弹性拨杆的功能。
16.如权利要求4所述的电机驱动机构，其特征在于：通过座落在拨杆(4)上的一个复位杆(49)与按键(24)的共同作用，实现短路指示组件(50)的复位，其中，按键(24)配有一个螺栓(51)，该螺栓(51)构成复位杆(49)的作用点，并在去除螺栓(51)后装置只能手动复位。
17.如权利要求1所述的电机驱动机构，其特征在于：复位杆(49)存在变形部位(52)，该变形部位(52)操纵一个终端开关(53)，该开关(53)与“接通”按键并行，并由此在手动操纵时能够将系统带入可靠的电动操纵状态。
18.如权利要求1所述的电机驱动机构，其特征在于：在各开关位置均可通过薄板(20、21)和传动齿轮(1)上的缺口(55)接触到断路器(3)上的电流调整部件(54)。
19.如上述任一项权利要求所述的电机驱动机构，其特征在于：一个采用控制部件的印刷线路板(56)固定在驱动机构组件(17、18)上。
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