CN113168976A - 用于有载分接开关的传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于有载分接开关(S)的传动装置(G)，所述传动装置包括具有从动轴(ABW)的马达(M)和具有主动轴(ANW)的负载转换开关(LU)，所述传动装置(G)包括：‑凸轮盘(KS)、主动齿轮(ANZ)和与所述主动齿轮耦合的辊子(R)，其中，‑所述凸轮盘(KS)与所述从动轴(ABW)无相对转动地连接并且所述从动轴处于所述凸轮盘(KS)的旋转轴线(RAI)上，‑所述主动齿轮(ANZ)与所述主动轴(ANW)无相对转动地连接，‑所述凸轮盘(KS)具有可以由辊子(R)驶出的内轮廓(IK)和外轮廓(AK)，‑所述内轮廓(IK)和所述外轮廓(AK)分别具有第一区域(IKB1、AKB1)和第二区域(IKB2、AKB2)，所述第一区域具有恒定曲率半径，在所述第二区域中，相应的轮廓与所述凸轮盘(KS)的旋转轴线(RA)的间距变化，‑所述辊子(R)在所述凸轮盘(KS)旋转运动时这样驶出所述轮廓(IK；AK)，使得所述辊子驶出所述外轮廓的第一区域(AKBl)的一部分、然后所述外轮廓的第二区域(AKB2)的一部分并且然后所述内轮廓的第一区域(IKB1)的一部分。

Description

用于有载分接开关的传动装置

技术领域

本发明涉及一种用于有载分接开关的传动装置，所述有载分接开关包括具有从动轴的马达和具有主动轴的负载转换开关，以及本发明涉及一种对应的具有传动装置的有载分接开关。

背景技术

有载分接开关用于在变压器的绕组抽头之间无中断转换。已知的有载分接开关通常由选择器和负载转换开关构成，所述选择器用于无功地选择变压器的相应绕组抽头，应转换到所述绕组抽头上，负载转换开关用于将以前的绕组抽头真正地转换到所选择的新的绕组抽头上。经常也称为能量储存器的蓄能器在此通常用于将从动轴的连续的缓慢的旋转运动的转换成主动轴的跳跃式的快速的旋转运动，所述从动轴由马达以恒定的转速驱动，所述主动轴驱动负载转换开关。已经已知大量的蓄能器，所述蓄能器能借助于蓄能弹簧实现主动轴的跳跃式的旋转运动。在此的原理总是相同的：由马达以恒定转速驱动的从动轴将蓄能弹簧张紧直至最大点，并且在超过该最大点之后，蓄能弹簧突然松弛并且由此跳跃式地驱动主动轴。

此外，已知的蓄能器通常具有耦合器，通过所述耦合器，选择器运动由负载转换开关操纵来解耦。也称为空转的这些耦合器、同样如蓄能弹簧引起：当转换过程开始一次时，在故障情况下不再中断转换过程，也就是说有载分接开关不再可以往回移动到其初始位置中。

已知的具有弹簧的蓄能器的构造非常复杂，因为所述蓄能器由很多单独部件组成，所述单独部件必须以正确的方式配合作用。这使得已知的蓄能器昂贵且容易出错。

发明内容

因此本发明的任务在于，提供一种用于有载分接开关中的传动装置的改善的设计，所述传动装置成本低廉、能实现对有载分接开关的较简单的操纵和在运行中的提高的安全性。

所述任务通过独立权利要求的主题解决。其他实施方式在从属权利要求中说明。

按照所述改善的设计，给出一种用于有载分接开关的传动装置，其中，所述分接开关包括具有从动轴的马达和具有主动轴的负载转换开关，并且所述传动装置包括凸轮盘、主动齿轮和与所述主动齿轮耦合的辊子。在此，所述凸轮盘与所述从动轴无相对转动地连接并且所述主动齿轮与所述主动轴无相对转动地连接。所述从动轴处于所述凸轮盘的旋转轴线上。所述凸轮盘具有可以由辊子驶出的内轮廓和外轮廓。所述内轮廓和所述外轮廓分别具有第一区域和第二区域，所述第一区域相对于旋转轴线具有恒定曲率半径，在所述第二区域中，相应的轮廓与所述凸轮盘的旋转轴线的间距变化、例如变小或变大。在此，所述辊子在所述凸轮盘旋转运动时这样驶出所述轮廓，使得所述辊子驶出所述外轮廓的第一区域的一部分、然后直接驶出所述外轮廓的第二区域的一部分并且然后直接与凸轮盘的旋转运动的可能的方向变换无关地驶出所述内轮廓的第一区域的一部分。

通过所述设计和特别是凸轮盘的轮廓的区域引起：在有载分接开关的切换过程期间，首先选择器以恒定转速运动并且随后较快速地、特别是跳跃式地操纵负载转换开关，而在此不需要用于解耦的空转和用于操纵负载转换开关的蓄能弹簧。这具有以下优点，即，换向在切换过程期间通常是可能的。换向或者说切换过程的中断伴随着选择器或负载转换开关向初始位置中的返回例如可以当通过监控装置探测到有载分接开关上的故障时是必需的，所述故障意味着：有载分接开关不按规定起作用、例如主动轴和/或从动轴上的提高的转矩或通过传感机构在有载分接开关中检测的其他故障。根据相应故障情况然后可以较可靠地中断切换过程。

此外，在按照所述改善的设计的传动装置中有利的是：所述传动装置具有较少的构件并且因此可以较简单且较可靠地运行。

按照至少一个实施方式，所述辊子在所述凸轮盘旋转运动时这样驶出所述轮廓，使得所述辊子驶出所述内轮廓的第一区域的一部分、然后直接驶出所述内轮廓的第二区域的一部分并且然后直接与凸轮盘的旋转运动的可能的方向变换无关地驶出所述外轮廓的第一区域的一部分。

按照至少一个实施方式，在所述内轮廓的第二区域与所述外轮廓的第二区域之间设置有所述内轮廓的第一区域的所述一部分和/或所述外轮廓的第一区域的所述一部分。

按照至少一个实施方式，当所述辊子从内轮廓的第二区域移动到外轮廓的第二区域中和反之时，所述辊子必须移动经过内轮廓的第一区域的一部分或经过外轮廓的第一区域的一部分。

按照至少一个实施方式，所述内轮廓的第二区域与所述外轮廓的第二区域相对置。

按照至少一个实施方式，所述传动装置这样构造，使得为了所述负载转换开关的切换过程而操纵所述主动齿轮。

按照至少一个实施方式，在所述辊子驶出所述轮廓之一的第一区域的所述一部分期间，所述主动齿轮不运动。特别是在所述辊子驶出所述轮廓之一的第一区域的所述一部分期间，所述选择器以恒定速度运动，并且特别是所述负载转换开关在所述选择器运动期间不运动。

按照至少一个实施方式，在所述辊子驶出所述轮廓之一的第二区域的所述一部分期间，所述主动齿轮运动。特别是在所述辊子驶出所述轮廓之一的第二区域的所述一部分期间，所述负载转换开关快速且跳跃式地运动，并且特别是所述选择器在所述负载转换开关运动期间不运动。

按照至少一个实施方式，所述辊子设置在带齿元件、优选齿轮部段上，所述带齿元件与所述主动齿轮处于作用连接中。

按照至少一个实施方式，所述传动装置包括锁定机构，所述锁定机构这样构造，使得在操纵所述主动齿轮之后所述锁定机构阻止所述主动齿轮继续运动。

按照至少一个实施方式，所述锁定机构这样构造，使得在所述有载分接开关的切换过程之后所述阻止所述负载转换开关的耦合到所述主动齿轮上的切换单元继续运动。

通过锁定机构保证：有载分接开关在转换过程之后获得新的位置和在连续运行中触点之间的安全间距，这从长远角度有助于切换单元和因此整个有载分接开关的较长寿命。

按照至少一个实施方式，所述传动装置包括松脱机构，所述松脱机构这样构造，使得在操纵所述主动齿轮之前所述松脱机构松脱所述锁定机构，从而所述主动齿轮可以运动。

按照至少一个实施方式，所述松脱机构这样构造，使得在所述有载分接开关的切换过程中所述负载转换开关的切换单元可以被操纵。

按照至少一个实施方式，所述凸轮盘具有第三轮廓，至少一个扫描器在所述第三轮廓中运行。所述第三轮廓具有第一区域和第二区域，所述第一区域相对于旋转轴线具有恒定曲率半径，在所述第二区域中，与所述凸轮盘的旋转轴线的间距变化、例如变大和/或变小。所述至少一个扫描器可以驶出所述第三轮廓的第一区域和第二区域。

按照至少一个实施方式，所述至少一个扫描器与所述锁定机构和/或所述松脱机构这样配合作用，使得在所述至少一个扫描器驶出第三曲线的第一区域的一部分期间，所述锁定机构被松脱，并且所述至少一个扫描器驶出第三曲线的第二区域期间，所述锁定机构被激活。

例如所述锁定机构可以在所述至少一个扫描器处于第一区域中时的任意时刻被松脱。

例如所述锁定机构可以在所述至少一个扫描器处于第二区域中的任意时刻被激活。

例如所述锁定机构可以在所述至少一个扫描器处于第二区域中的任意时刻被松脱。

按照至少一个实施方式，所述锁定机构和/或所述松脱机构包括至少一个爪部和至少一个突出部，所述至少一个爪部与所述至少一个扫描器连接，所述至少一个突出部设置在所述主动齿轮上。

按照至少一个实施方式，所述锁定机构被激活，其方式是，所述至少一个爪部卡锁到所述至少一个突出部中。

按照至少一个实施方式，所述锁定机构被松脱，其方式是，所述至少一个爪部从所述至少一个突出部松脱。

按照至少一个实施方式，所述传动装置包括监控装置，用于确定主动轴、从动轴或与此耦合的另一个轴的位置、特别是绝对位置。所述监控装置例如可以具有位置编码器、特别是绝对值编码器。

借助于监控装置或者说因此确定的轴位置可以在出现干扰时、特别是在操纵负载转换开关期间，借助位置决定：切换过程是否应引导到结束，或者有载分接开关是否应返回到停止运转和/或返回到其初始位置中。

按照所述改善的设计，还给出一种有载分接开关，所述有载分接开关包括具有从动轴的马达、具有主动轴的负载转换开关和按照所述改善的设计的传动装置。

对按照所述改善的设计的传动装置、特别是各个特征的解释对应地类似地适用于按照所述改善的设计的有载分接开关并且反之亦然。

附图说明

下面借助示例性的实施方式参考附图详细解释本发明。功能上相同或具有相同效果的部件可以设有相同附图标记。相同部件或具有相同功能的部件可能仅关于其首先出现的附图来解释。所述解释不必然在后续附图中重复。

附图中：

图1示出具有按照所述改善的设计的传动装置的有载分接开关的一种示例性实施方式的示意性构造；

图2示出按照所述改善的设计的传动装置的一种示例性实施方式；

图3示出图2中的示例性实施方式的另一个视图；

图4示出按照所述改善的设计的传动装置的凸轮盘的一种示例性实施方式。

具体实施方式

在图1中示意性地示出有载分接开关S的一种示例性实施方式，该有载分接开关示例性地包括具有从动轴ABW的马达M、具有主动轴ANW的负载转换开关LU、选择器W和传动装置G。负载转换开关LU和选择器W以已知的方式构造并且因此不进一步示出。选择器W包括多个固定触点(未示出)和两个可动触点(未示出)并且为了驱动可动触点而耦合到从动轴ABW上。负载转换开关LU包括用于负载转换(未示出)的可运动的接触单元并且为了驱动接触单元而耦合到主动轴ANW上。主动轴ANW经由传动装置G耦合到从动轴ABW上，马达M在有载分接开关S的切换过程中驱动所述从动轴，例如以恒定转速驱动。

在图2中示出按照所述改善的设计的传动装置G的一种示例性实施方式。传动装置G包括凸轮盘KS、主动齿轮ANZ和与该主动齿轮ANZ耦合的辊子R。凸轮盘KS与从动轴ABW无相对转动地连接并且通过马达M经由从动轴ABW驱动。在此，凸轮盘KS绕旋转轴线RA1旋转，从动轴ABW处于该旋转轴线上。主动齿轮ANZ无相对转动地与主动轴ANW连接，并且因此驱动负载转换开关LU的接触单元(未示出)。辊子R安装在齿轮部段ZS上，该齿轮部段与主动齿轮ANZ处于作用连接中并且负载转换开关LU的每个切换过程交替地从一个旋转方向到另一个旋转方向地绕轴线RA2运动。凸轮盘KS具有内轮廓IK和外轮廓AK，所述内轮廓和所述外轮廓分别包括在图4中借助于虚线示出的不同的区域。然而也可设想的是用于所述区域的其他定义，只要在此满足在下面解释的各个区域的功能的话。两个轮廓IK和AK分别具有第一区域IKB1和AKB1并且分别具有第二区域IKB2和AKB2，在所述第一区域中，所述轮廓的曲率半径相对于旋转轴线RA1恒定，在所述第二区域中，轮廓IK和AK与旋转轴线RA1的间距变化。例如在内轮廓IKB2的第二区域中，所述间距首先变得较大并且然后又变得较小，并且在外轮廓AKBZ的第二区域中首先变得较小并且然后又变得较大。此外，凸轮盘KS具有第三轮廓KK，该第三轮廓同样包括第一区域KKB1和第二区域KKB2，第一区域KKB1相对于旋转轴线RA1具有恒定曲率半径，并且在第二区域KKB2中，轮廓与旋转轴线RA1的间距变化、例如首先变小、然后变大并且然后又变小，如在图4中示出的那样。

传动装置G的作用原理如下：在分接开关S的切换过程中，通过马达M例如以恒定转速操纵从动轴ABW，并且利用所述从动轴使凸轮盘KS置于旋转中。在凸轮盘KS绕旋转轴线RA1旋转期间，辊子R驶出所述轮廓。辊子R例如在沿方向R1旋转时首先驶出外轮廓AKB1的第一区域的一部分，其方式是，所述轮廓具有恒定曲率半径。与此同时，选择器W的至少一个可动触点无负载地接通变压器的要接线的新的绕组抽头。然后，辊子R到达外轮廓AKB2的第二区域中，现在结束选择器运动。在这个区域中，外轮廓AK朝向旋转轴线RA1的间距首先变小，从而辊子R同样使该辊子与旋转轴线RA1的间距变小。由此，齿轮部段ZS与在先前的缓慢的选择器运动相比较快速地、特别是跳跃式地绕轴线RA2旋转。这个运动经由齿部直接传递到主动齿轮ANZ上并且因此传递到主动轴ANW上。通过操纵主动轴ANW，最后也跳跃式地操纵负载转换开关LU的未示出的接触单元。因此，通过辊子R驶出的轮廓的各个区域实现首先对选择器W和接着对负载转换开关LU的独立操纵。

如果接着通过操纵马达M开始新的切换过程，则辊子R不管凸轮盘KS是沿方向R1还是沿方向R2运动都在选择器运动时在所述辊子到达内轮廓IKB2的第二区域中之前首先驶出内轮廓IK，在所述第二区域中再次进行对负载转换开关LU的操纵。

在再次重新的切换过程，辊子R然后又驶过外轮廓AK。

此外，传动装置具有在图2和图3中示出的锁定或松脱机构。这个锁定或松脱机构包括分别具有一个扫描器A1和A2的两个爪部KL1和KL2，所述扫描器驶出凸轮盘KS的第三轮廓KK。扫描器A1、A2例如可以杆形态地构造。两个爪部KL1和KL2与两个突出部V1和V2配合作用，所述突出部设置在主动齿轮ANZ上。如果所述爪部KL1或KL2中的一个爪部例如处于所述突出部V1或V2中的一个突出部上、即在卡锁状态中，则主动齿轮ANZ不能运动并且锁定机构是活动的。

锁定或松脱机构的作用方式如下：在切换过程开始时，其中，凸轮盘KS例如沿旋转方向R1运动，第一扫描器A1首先驶出第三轮廓KK的第二区域的一部分。在这个区域中，第一爪部KL1处于在第一突出部V1上的卡锁状态中。在这个状态中，锁定机构是活动的，从而主动齿轮ANZ不能运动。在凸轮盘KS进一步旋转时，第一扫描器A1到达第三轮廓KKB1的第一区域中。由此，第一爪部KL1从第一突出部V1松脱并且主动齿轮ANZ可以运动。在凸轮盘KS的旋转运动的进一步进程中，第二扫描器A2到达第三轮廓KKB2的第二区域中。因为在这里轮廓与旋转轴线RA1的间距变化、特别是变小，所以扫描器A2同样置于较靠近旋转轴线RA1并且爪部KL2随着所述扫描器，所述爪部接着卡锁第二突出部V2中。在此，爪部KL1和KL2连同两个扫描器A1和A2、突出部V1和V2以及第三轮廓KKB1和KKB2的区域这样设置和设计并且这样相互配合作用，使得在负载转换之前两个爪部已松脱或被松脱，从而主动齿轮ANZ可以运动，并且直接在负载转换之后所述两个爪部中的一个爪部在所述两个突出部中的一个突出部上卡锁，从而保证：主动齿轮ANZ在操纵之后不能继续运动。

所述任务通过按照所述改善的设计的传动装置解决并且特别是通过凸轮盘的轮廓的设计确保：分别在轮廓的第一区域中，选择器运动，并且在轮廓的第二区域中，操纵所述负载转换开关的切换单元。由此，实现由现有技术已知的蓄能器的工作原理，据此对负载转换开关的操纵突然地并且以解耦的方式附加于选择器运动地进行，并且在此同时避免已知的蓄能器具有的缺点，即，由于空转和弹簧，在故障情况下，切换过程的反转不再可能。因为按照根据所述改善的设计的传动装置，切换过程的换向或中断伴随着选择器或负载转换开关向初始位置中的返回基本上在切换过程的每个时刻都是可能的。

附图标记列表

S 分接开关

M 马达

ABW 从动轴

ANW 主动轴

G 传动装置

LU 负载转换开关

W 选择器

KS 凸轮盘

R 辊子

ANZ 主动齿轮

AK 外轮廓

IK 内轮廓

KK 第三轮廓

RA1、RA2 旋转轴线

ZS 带齿元件

A1、A2 扫描器

KU、KL2 爪部

V1、V2 突出部

AKB1 外轮廓的第一区域

AKB2 外轮廓的第二区域

IKB1 内轮廓的第一区域

IKB2 内轮廓的第二区域

KKB1 第三轮廓的第一区域

KKB2 第三轮廓的第二区域。

Claims (12)

1.用于有载分接开关(S)的传动装置(G)，所述有载分接开关包括具有从动轴(ABW)的马达(M)和具有主动轴(ANW)的负载转换开关(LU)，

所述传动装置(G)包括：

-凸轮盘(KS)、主动齿轮(ANZ)和与所述主动齿轮耦合的辊子(R)，

其中，

-所述凸轮盘(KS)与所述从动轴(ABW)无相对转动地连接并且所述从动轴处于所述凸轮盘(KS)的旋转轴线(RA1)上，

-所述主动齿轮(ANZ)与所述主动轴(ANW)无相对转动地连接，

-所述凸轮盘(KS)具有能够由所述辊子(R)驶出的内轮廓(IK)和外轮廓(AK)，

-所述内轮廓(IK)和外轮廓(AK)分别具有第一区域(IKB1、AKB1)和第二区域(IKB2、AKB2)，所述第一区域具有恒定曲率半径，在所述第二区域中，相应的轮廓与所述凸轮盘(KS)的旋转轴线(RA)的间距变化，

-所述辊子(R)在所述凸轮盘(KS)旋转运动时驶出所述轮廓(IK；AK)，使得所述辊子驶出所述外轮廓的第一区域(AKB1)的一部分、然后驶出所述外轮廓的第二区域(AKB2)的一部分并且然后驶出所述内轮廓的第一区域(IKB1)的一部分。

2.按照权利要求1所述的传动装置，其中，

-在所述内轮廓的第二区域(IKB2)与所述外轮廓的第二区域(AKB2)之间设置有所述内轮廓的第一区域(IKB1)的所述一部分和/或所述外轮廓的第一区域(AKB1)的所述一部分。

3.按照上述权利要求中任一项所述的传动装置，其中，

-在所述辊子(R)驶出所述轮廓之一的第一区域(IKB1、AKB1)的所述一部分期间，所述主动齿轮(ANZ)不运动。

4.按照上述权利要求中任一项所述的传动装置，其中，

-在所述辊子(R)驶出所述轮廓之一的第二区域(IKB2、AKB2)的所述一部分期间，所述主动齿轮(ANZ)运动。

5.按照上述权利要求中任一项所述的传动装置，其中，

-所述辊子(R)设置在带齿元件(ZS)上，所述带齿元件与所述主动齿轮(ANZ)处于作用连接中。

6.按照上述权利要求中任一项所述的传动装置，其中，

-所述传动装置(G)构造成，使得为了所述负载转换开关(LU)的切换过程而操纵所述主动齿轮(ANZ)。

7.按照权利要求6所述的传动装置，其中，

-所述传动装置(G)包括锁定机构，所述锁定机构构造成，使得在操纵所述主动齿轮(V)之后所述锁定机构阻止所述主动齿轮继续运动。

8.按照权利要求7所述的传动装置，其中，

-所述传动装置包括松脱机构，所述松脱机构构造成，使得在操纵所述主动齿轮(ANZ)之前所述松脱机构松脱所述锁定机构，从而所述主动齿轮能够运动。

9.按照权利要求8所述的传动装置，其中，

-所述凸轮盘(KS)具有第三轮廓(KK)，至少一个扫描器(A)在所述第三轮廓中运行，

-所述第三轮廓(KK)具有第一区域(KKB1)和第二区域(KKB2)，所述第一区域具有恒定曲率半径，在所述第二区域中，与所述凸轮盘(KS)的旋转轴线(RA)的间距变化。

10.按照权利要求9所述的传动装置，其中，

-所述至少一个扫描器(A)与所述锁定机构和/或所述松脱机构配合作用，使得在所述至少一个扫描器(A)驶出第三曲线的第一区域(KKB2)的一部分期间所述锁定机构被松脱，并且

-在所述至少一个扫描器(A)驶出第三曲线的第二区域(KKB1)期间，所述锁定机构被激活。

11.按照权利要求9或10所述的传动装置，其中，

-所述锁定结构和/或所述松脱机构包括至少一个爪部(KL)和至少一个突出部(V)，所述至少一个爪部与所述至少一个扫描器(A)连接，所述至少一个突出部设置在所述主动齿轮(ANZ)上。

12.有载分接开关，所述有载分接开关包括：

-具有从动轴(ABW)的马达(M)、具有主动轴(ANW)的负载转换开关(LU)和传动装置(G)，所述传动装置构造成按照上述权利要求中任一项所述的传动装置。

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