用于电气断路器的蓄能器传动弹簧的张紧装置制作方法

格哈德·哈兹, 埃尔文·雷什尔

1988年3月9日

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1的前序部分定义的用于电气断路器的蓄能器传动弹簧的张紧装置所述类型的张紧装置已在各种实施例中被公知与其它的具有刚性连接传动元件的减速装置(如齿轮传动装置和蜗轮蜗杆传动装置)相比，它具有效率高和自由轮机构尺寸小的特点与用棘轮操作的锁紧机构相比，它具有不依赖于齿距可自由反向工作并由此避免冲击载荷对传动部分作用的特点DE-OS1490720公开了上述类型张紧装置的一种型式在这种装置中，平行轴之间的运动经偏心轮传递到一个受弹簧力作用的牵引杆上驱动电机借助于三角皮带传动装置和支持偏心轮的轴连接在DE-OS1665936的图中所公布的张紧装置是一种用于带弹簧卷筒的开关驱动器的具有2个自由轮机构及其偏心轮的结构在DE-OS3131903中描述了一种电机驱动装置，在这种装置中，同样应用了已公知的传动元件已公知的驱动装置的共同之处在于，电机轴有时尤指在故障工作状态下可插上的手摇曲柄的轴与受断路器传动弹簧作用的轴平行对于装在小型封闭式断路器设备中作为所谓的前置开关工作的断路器装置，应达到以下要求，即所有为完成工作必需的动作步骤应能在蓄能器外壳内与开关极相对的一侧中完成，而且使蓄能器的尺寸尽可能小以下任务构成本发明的基础创造一种开头所述类型的张紧装置使其尺寸最小，并能在最小地占用与开关极相对的蓄能器外壳一侧空间的情况下进行工作按照本发明，这个任务通过以下特征解决d)张紧轴中心线与传动轴中心线交叉或相交c)传递链节为一个空间凸轮传动机构或者空间铰链传动机构本发明的张紧装置使制造特别紧凑小巧的用于低、中压的断路器的蓄能器成为可能这里即可以是弹性蓄能器，也可以是接触开关连接的蓄电池传动的蓄能器本发明的特征允许这样配置电机，即使电机在蓄能器外壳内的宽度方向上只需占用一个相当于其直径的空间尺度，而多数大得多的长度尺寸被设置在深度方向上，由此避免了装置体积的增大以这种方式安排，在电机发生故障时，装拆很简便另外，在省去附加的可逆传动装置的情况下，外壳前部的手摇曲柄(故障时使用)可插在张紧轴上本发明能合适地应用在所有窄小的金属壳体配电设备的断路器装置中，特别适用于压缩气体绝缘的设备中，在这种设备的外壳内除了用于断路器的能量存储器外，通常还装有三位断路器的驱动装置及其锁紧装置至今为止，对于张紧装置人们已使用了蜗轮蜗杆传动机构或者伞齿轮组成的可逆传动机构本发明思想的其它可取的结构将在以下的权利要求中进一步阐述下面借助于几个附图来更详细地描述本发明的各种实施可能性图1 交叉轴处于传动弹簧被张紧状态情况下的张紧装置的正视图图2 图1的A-B剖视图图3 交叉轴带有2个有效自由轮机构的自由轮传动装置正视图图4 图3的侧视图图5 交叉轴具有较小轴间距a的自由轮传动装置正视图图6 图5的侧视图图7 相交轴具有球铰的自由轮传动装置正视图图8 图7的侧视图图9 相交轴利用铰铰连接的自由轮传动装置正视图图10 图9的侧视图图1表示处于张紧状态的传动弹簧1、传动弹簧1与曲柄2的铰接、旋转的传动轴3和真正的张紧装置，而开关极的驱动对于理解本发明并不重要就没有表示出来这个结构部分衔接在向左边延伸的传动轴3上在图2中可以看到电机4，例如它通过齿轮减速机构19使张紧轴5顺时针(图1)旋转具有外曲面的圆柱形凸轮6的旋转运动经过连接在自由轮机构7上沿顺时针方向逐步旋转进给的牵引杆8传递到和张紧轴5成90°交叉的传动轴3上，去张紧传动弹簧1同时，在牵引杆8上安装的可旋转的辊11可在圆柱形凸轮6的曲线轨道12上滚落，而且张紧行程与圆柱形凸轮6上的高度h相符合在外壳10和被固定在牵引杆8上的销钉15之间的弹簧13得以作用，使得牵引杆8和圆柱形凸轮6在回程时也保持接触为了使用电机功率损失尽可能小，曲线轨道12这样设置在张紧行程h的一个相对平缓的上升中，张紧轴5总共转动了几乎一周，而牵引杆8的回程溜放侧面17设置得比较陡在回程阶段，第二自由轮机构9或其它的闭锁机构阻止传动轴3反转，自由轮机构9的外环用杆18固定在外壳10上在这个实施例中，轴间距a大约等于牵引杆8的有效杆臂长度此外，在图2中还画出了在张紧传动弹簧1的操作张力下降时所需的手摇曲柄16以下的图仅限于真正的自由轮传动装置的其它实施例的描述本发明的思想的另一个可取的结构可以从图3，图4中看到张紧运动从张紧轴5借助一个圆柱形凸轮21传递到在径向相对的两侧借助球形辊11邻接的两个牵引杆23、24，并且从牵引杆23、24经自由轮机构25、26顺时针方向逐步地传导到传动轴3上圆柱形凸轮21的曲线轨道22构成与圆柱体轴线倾斜的倾斜平截面在图3所示位置，左边的牵引杆24到达曲线轨道22的最高位置，因此一个张紧行程结束，而同时右边的牵引杆23处于其回程(空程)的最低位置在张紧轴5连续转动时，牵引杆23只是在轨道22上经自由轮机构25开始进行下一个张紧行程，而同时一个弹簧27完成了牵引杆24的回程，联结的自由轮机构26脱开轨道22的高度差h对应一个张紧行程通常这个张紧装置的工作方式与图1和图2给出的张紧装置相似，可是当张紧轴5的旋转传递两个张紧行程时，和已由DE-OS1490720所公知的传动装置相类似，并不设置额外的防止传动轴3反转的装置图5和图6表示一个特别简单的张紧运动传递装置，具有以下几个特征在传动轴5上固定的平面偏心凸轮31和安装在自由轮机构36的牵引杆32上的辊34共同作用，辊34的轴33与传动轴3垂直辊34有一个鼓形轮廓，目的是使其在弹簧35作用下在一个循环的每个位置都和凸轮31形成一个确定的相同的接触面牵引杆32大约在其中间位置与张紧轴5的中心线平行，此时，交叉轴3和5之间的轴间距a比较小刚才所述的结构可以在那些蓄能器外壳不仅宽度尺寸而且高度尺寸都必须特别小的断路器中优先使用减小蓄能器外壳结构高度的进一步改进是通过具有相交的轴3和轴5的实施例得以实现图7和图8给出了一个结构上的例子张紧轴5末端的偏心盘状体利用其鼓形的特别是球形的轨道42，由一个接在牵引杆43上与传动轴3平行的滑环44导引，以致在张紧轴5转动半周时，盘状物41从所标出的上死点位置到达下死点位置，同时滑环44作一个摆动的相对运动(图7中箭头方向)在到达下死点时，牵引杆43的回程结束，在下一个半周转动时，再一次张紧在图9和图10中给出了另一个可取的实施例，使用铰链传动机构占据空间最小偏心地安装在张紧轴5上的曲柄连杆颈52在铰接件51的槽56内导行，这里铰接件51可摆动地安装在牵引杆54末端的叉件53内在所示位置曲柄连杆颈52位于上死点位置，因此经自由轮机构55一个张紧行程已经完成张紧轴5下一个半周旋转导致牵引杆54的回程，在这个运动中，位于槽56内的曲柄连杆颈53在图9中沿箭头方向实现一个来回摆动而同时，铰接件51在叉件53内摆动2α角槽的总长度至少是偏心距γ的两倍图中符号意义1.传动弹簧2.曲柄3.传动轴4.电机5.张紧轴6.圆柱形凸轮7.自由轮机构8.牵引杆9.自由轮机构10.外壳11.辊(在牵引杆上)12.曲线轨道13.弹簧15.销钉16.手摇曲柄17.溜放侧面18.杆19.齿轮减速机构21.圆柱形凸轮22.曲线轨道23.24牵引杆25.26自由轮机构27.弹簧31.凸轮32.牵引杆33.轴34.辊35.弹簧36.自由轮机构41.盘状体42.球形轨道43.牵引杆44.滑环45.自由轮机构51.铰接件52.曲轴连杆颈53.叉件54.牵引件55.自由轮机构56.槽