CN201060750Y

CN201060750Y - 离合机构及采用该机构的转换开关设备的手动操作系统

Info

Publication number: CN201060750Y
Application number: CNU2007201465444U
Authority: CN
Inventors: 伯纳德·比扎德
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2017-05-15

Abstract

本实用新型提供了一种离合机构，以及采用该离合机构的手动操作系统。一种离合机构包括：主动转动件，可以绕其轴线旋转，其外表面包括圆柱形部分和竖直平面部分，该竖直平面部分与所述轴线平行；从动转动件，套在所述主动转动件上，可以被带动转动，包括板状弹性件，安装在从动转动件圆周内壁上对应形成的一对安装凹槽中，所述安装凹槽平行于所述轴线形成，所述板状弹性件靠近所述主动转动件的竖直平面部分设置，在主动转动件转动时该板状弹性件与主动转动件接触并产生弹性变形。

Description

离合机构及采用该机构的转换开关设备的手动操作系统

技术领域

本实用新型涉及转换开关设备(TSE)的操作系统，特别是一种离合机构及采用这种离合机构的转换开关设备的手动操作系统。

背景技术

在双电源供电系统中，主电源和备用电源通过适当的电源转换开关设备来实现对负载的轮流供电。在该电源转换开关设备中，可以通过例如电机转动驱动齿轮旋转来实现主电源和备用电源的触头开关之间的自动转换，或者可以在紧急的情况下通过手动转动驱动齿轮来实现上述触点开关的转换。该电源转换设备可以是自动转换开关设备(ATSE)或遥控转换开关设备(RTSE)。

在转换开关设备(TSE)中具有指示触头开关状态的指示器。图1示出了常见转换开关设备中手动操作系统的示意图，图2为详细示出图1中手动操作系统的齿轮传动机构的示意图。如图所示，在使用手动操作系统时，操作者转动摇柄300，带动手柄齿轮200转动。手柄齿轮200与安装在驱动主轴上的齿轮(未示出)啮合，从而带动同轴安装的主齿轮500转动。通过一系列的齿轮传动机构，主齿轮500将转动传递到开关齿轮400，从而引起触头开关状态的变化。

在使用电动操作系统时，主齿轮500还可以由电动操作系统的电机直接驱动，从而带动相关的齿轮传动机构转动开关齿轮400，引起触头开关状态的变化。

因此，在主齿轮500所在的主轴510上同轴安装指示器600。指示器600可以跟随主齿轮的转动，利用“ON”和“OFF”来指示触头开关处于“合”还是“分”的状态。

当转换开关设备出现故障时，例如发生触头熔焊，开关齿轮400会被卡死，触头始终处于“合”的位置。这时候如果操作手动操作系统，一方面可能会因为转动力过大使手柄齿轮200或其他传动齿轮或部件损坏，另一方面可能会将指示器600转到与此时的触头状态不符的“OFF”的位置。

为了防止上述情况的发生，在本申请人2006年12月1日申请的名为“手动操作系统和具有其的转换开关设备”的中国实用新型专利申请200620157188.1中提出了在手柄主轴的轴套与手柄齿轮之间设置剪断销。当转换开关设备出现触头熔焊等故障时，轴套与手柄齿轮之间的作用力超过预定值时，剪断销折断，手柄主轴空转而无法带动手柄齿轮转动，从而保护设备部件不受损坏。

但是，这种剪断销折断后，手动操作系统即失效。即使转换开关设备的故障消除，如果不及时更换手柄的剪断销，也无法再使用该手动操作系统。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种手动操作系统，既可以避免在转换开关设备出现故障时被损坏，又可以正确地指示开关齿轮的状态，同时在转换开关设备的故障消除后本身还具有自动复位的功能。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种离合机构，以及采用该离合机构的手动操作系统。

本实用新型提供的离合机构包括：主动转动件，可以绕其轴线旋转，其外表面包括圆柱形部分和竖直平面部分，所述竖直平面部分与所述轴线平行；从动转动件，套在所述主动转动件上，可以被带动转动，包括板状弹性件，安装在从动转动件圆周内壁上对应形成的一对安装凹槽中，所述安装凹槽平行于所述轴线形成，所述板状弹性件靠近所述主动转动件的竖直平面部分设置，在主动转动件转动时该板状弹性件与主动转动件接触并产生弹性变形。

根据本实用新型的一个方面，在安装凹槽中设置支撑板状弹性件边缘的支撑圆柱。

根据本实用新型的另一个方面，主动转动件包括多个沿圆周均匀分布的竖直平面部分，所述多个竖直平面部分具有同一内切圆；从动件在圆周内壁上具有相应多对安装凹槽，每对安装凹槽中设置对应的板状弹性件。

本实用新型还提供了具有如上所述的离合机构的用于转换开关设备的手动操作系统，包括：主轴，可以绕其轴线旋转，其外表面包括圆柱形部分和竖直平面部分，该竖直平面部分与所述轴线平行，其内切圆的直径小于所述圆柱部分的直径；套在所述主轴部件上的驱动齿轮，包括板状弹性件，安装在驱动齿轮的圆周内壁上对应形成的一对安装凹槽中，所述安装凹槽平行于所述轴线形成，所述板状弹性件靠近所述竖直平面部分设置，在主轴转动时该板状弹性件与主轴接触并产生弹性变形；摇柄，安装在所述主轴上并至少部分地容纳在所述主轴中，其中，所述驱动齿轮在非工作状态与转换开关设备的从动齿轮分离，在工作状态与转换开关设备的从动齿轮啮合。

采用本实用新型的开关转换设备在出现触头熔焊故障时，转动手柄的力若超过预定值，则离合机构使得手柄主轴空转，从而保护设备的各部件不被损坏，同时确保指示器的指示状态与触头开关的状态对应。并且，在故障消除后，手动操作系统可以自动复位，回到正常使用状态，而无须额外的复位操作。

附图说明

通过以下结合附图对实施例的描述，本实用新型的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚并更容易理解，其中：

图1示出了常见转换开关设备中手动操作系统的示意图；

图2为详细示出图1中手动操作系统的齿轮传动机构的示意图；

图3为本实用新型手动操作系统离合机构一优选实施例的分解透视图；

图4A为图3所示手动操作系统配合状态的局部剖视图；

图4B为沿图4A中A-A线的剖面图；

图5为本实用新型手动操作系统离合机构在正常工作状态下的简化示意图；

图6为实用新型手动操作系统离合机构在非正常工作状态下的简化示意图。

具体实施方式

下面将根据优选实施例对本实用新型进行更加详细的说明。图3示出了本实用新型手动操作系统离合机构一优选实施例。图4A为图3所示手动操作系统配合状态的局部剖视图；图4B为沿图4A中A-A线的剖面图。该手动操作系统包括主轴100，手柄齿轮200和摇柄(严格地说，手动操作系统还包括相应的齿轮传动机构，因为在转换开关设备中，电动操作系统与手动操作系统共用一套齿轮传动机构，该共用部分不具有区别性，故不将其包括在特别区分的手动或电动操作系统中)。摇柄包括摇杆330，连杆320和基杆310。基杆310为中空的圆柱体，连杆320和摇杆330可以设置成可缩回地容纳在基杆330中。主轴100也是中空的，基杆310可以容纳在主轴100中。上述结构可以参照前文提到的中国实用新型专利申请200620157188.1，细节不再赘述，其全部内容都结合到本实用新型中。并且，本领域的技术人员应该明了，本发明的离合结构可以用于其它的现有手动操作系统，如上的描述只是示例性的，并不构成对本实用新型应用的限定。

手柄齿轮200套在主轴100上。在主轴100与手柄齿轮200配合的部分，主轴100的外表面包括圆柱形表面部分101和竖直平面部分102。竖直平面部分102相当于一个平行于主轴100轴线的平面与圆柱形表面部分101所在的圆柱体相交形成的表面，其内切圆的直径小于圆柱形表面部分101的直径。

在手柄齿轮200内壁上沿圆周方向形成平行于轴线方向的安装凹槽203和203’，板簧201的对应边缘安装在安装凹槽203和203’中，支撑板簧201平行靠近竖直平面部分102。在板簧201和竖直平面部分102之间最好存在一间隙。图中示出了主轴100具有三个竖直平面部分，而手柄齿轮对应设置三块板簧。应该明白，竖直平面部分和板簧的数量可以根据需要设置成任何适当的数目。最好是，各竖直平面部分和各板簧分别在径向平面上对应各自相同的内切圆。此外，也可以在每对安装凹槽203和203’中，安装多块大小相同的板簧，以增加可以提供的弹性力。

在安装凹槽203和203’中分别设置有支撑圆柱202和202′，用于支撑板簧201的对应边缘，减小安装凹槽与板簧之间的摩擦。

安装凹槽根据板簧所需的轴向长度可以只是形成在手柄齿轮内壁的一部分上，或贯穿整个齿轮的轴向长度形成。为阻止安装在安装凹槽中的板簧和支撑圆柱脱出，还需设置环形端盖210，用螺钉固定在在手柄齿轮200的端面上。在图3的实施例中示出了一个端盖的情况。在安装凹槽贯通的情况下，则在手柄齿轮200的两端都需要设置这样的端盖。

为说明的目的，图5和图6示出简化的离合机构原理图，其中，图5示出了正常工作状态的情形，图6示出了非正常工作状态的情形。下面参照图5和图6描述本实用新型的操作。

在正常工作状态，操作者用很小的力作用在摇杆330上，即可以转动主轴100。如图中箭头所示，主轴100在顺时针方向转动，竖直平面部分102相对于板簧201倾斜而至少部分与板簧201接触，引起板簧变形，则此时，板簧201产生的弹性力对于主轴100形成逆时针方向的阻力矩。为简单起见，以下分析不考虑摩擦力的因素。当转动力矩很小时，板簧201的弹力产生的阻力矩足以平衡转动力矩，则通过竖直平面102抵靠板簧201带动手柄齿轮转动。由此使得主齿轮500和开关齿轮400相应转动，改变触头开关的开合状态及指示器的指示状态。

在出现故障的非正常工作状态下，由于触头熔焊使得开关齿轮400卡死，操作者作用在摇杆330上的力若太小的话，就无法使手动系统转动，而如果操作者加大操作力，转动力矩变大，引起板簧201的变形也变大，由此产生的阻力矩也变大。当垂直平面部分102与圆柱形表面部分101相交的边缘抵靠接近板簧的中心的临界状态是板簧通过变形产生的阻力矩最大的时候，如果此时弹性力产生的阻力矩无法平衡转动力矩，则主轴100的竖直平面部分102相对于板簧201顺时针转动，圆柱形表面部分101与板簧201接触，尽管此时板簧201也对主轴产生弹性力，但由于该力是通过轴心的，所以不能形成阻力矩，从而导致主轴100空转，无法带动手柄齿轮200转动。换言之，操作者此时无法通过转动手动操作系统来转动开关齿轮或改变指示器的指示状态，避免引起设备的损坏。

当故障消除后，转动主轴100的力又变小，当空转的主轴100又转到竖直平面部分102与板簧201相配合的位置时，板簧201的弹力产生的阻力矩又可以平衡转动力矩，则通过竖直平面102抵靠板簧201重新带动手柄齿轮转动，从而恢复到手动操作系统的正常工作状态。

由此可见，本实用新型的手动操作系统借助上述离合机构可以实现自动复位，无需额外更换零件的操作。

如上所述的板簧可以由任何其他合适的弹性件替代。

尽管如上所述地描述了本实用新型的具体实施例，应该明了本发明的范围并不限于此，本技术领域中的普通技术人员在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，可进行各种等效的改变和替换。

Claims

1.一种离合机构，其特征在于，包括：

主动转动件，可以绕其轴线旋转，其外表面包括圆柱形部分和竖直平面部分，所述竖直平面部分与所述轴线平行；

从动转动件，套在所述主动转动件上，可以被带动转动，包括板状弹性件，安装在从动转动件圆周内壁上对应形成的一对安装凹槽中，所述安装凹槽平行于所述轴线形成，所述板状弹性件靠近所述主动转动件的竖直平面部分设置，在主动转动件转动时所述板状弹性件与主动转动件接触并产生弹性变形。

2.如权利要求1所述的离合机构，其特征在于，在同一对安装凹槽内安装多个所述板状弹性件。

3.如权利要求1所述的离合机构，其特征在于，所述主动转动件包括多个沿圆周均匀分布的竖直平面部分，所述多个竖直平面部分具有同一内切圆；从动件在圆周内壁上具有相应多对安装凹槽，每对安装凹槽中设置对应的板状弹性件。

4.如权利要求1或3所述的离合机构，其特征在于，在所述安装凹槽中设置支撑板状弹性件边缘的支撑圆柱。

5.如权利要求1所述的离合机构，其特征在于，所述板状弹性件和所述竖直平面部分之间存在间隙。

6.一种用于转换开关设备的手动操作系统，所述手动操作系统嵌入在所述转换开关设备中，其特征在于，包括：

主轴，可以绕其轴线旋转，其外表面包括圆柱形部分和竖直平面部分，该竖直平面部分与所述轴线平行，其内切圆的直径小于所述圆柱部分的直径；

套在所述主轴部件上的驱动齿轮，包括板状弹性件，安装在驱动齿轮的圆周内壁上对应形成的一对安装凹槽中，所述安装凹槽平行于所述轴线形成，所述板状弹性件靠近所述竖直平面部分设置，在主轴转动时所述板状弹性件与主轴接触并产生弹性变形；

摇柄，安装在所述主轴上并至少部分地容纳在所述主轴中，

其中，所述驱动齿轮在非工作状态与转换开关设备的从动齿轮分离，在工作状态与转换开关设备的从动齿轮啮合。

7.如权利要求6所述的手动操作系统，其特征在于，在同一对安装凹槽内安装多个所述板状弹性件。

8.如权利要求6所述的手动操作系统，其特征在于，所述主动转动件包括多个沿圆周均匀分布的竖直平面部分，所述多个竖直平面部分具有同一内切圆；从动件在圆周内壁上具有相应多对安装凹槽，每对安装凹槽中设置对应的板状弹性件。

9.如权利要求6或8所述的手动操作系统，其特征在于，在所述安装凹槽中设置支撑板状弹性件边缘的支撑圆柱。

10.如权利要求6所述的手动操作系统，其特征在于，所述板状弹性件和所述竖直平面部分之间存在间隙。

11.如权利要求6所述的手动操作系统，其特征在于，所述手柄齿轮在端面上安装有阻止板状弹性件从安装凹槽中脱出的环状端盖。