弹簧驱动单元、电气开关设备的操作装置和对电气开关设备的操作装置中的弹簧进行加载和／或释放的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种弹簧驱动单元（１），该单元包括：电机（４），用于驱动弹簧加载机构（５）；齿轮箱（６），连接到电机；凸轮轴（７），连接到齿轮箱，所述齿轮箱经由齿轮箱轴（２６）向凸轮轴传输来自电机５的旋转能量；闭合弹簧单元（２）和关断弹簧单元（３），经由凸轮轴（７）和主操作杠杆（３０）连接到弹簧加载机构。弹簧加载机构包括：飞轮（１１），装配于齿轮箱轴（２６）上；驱动轮（１０），装配于飞轮上并且在闭合弹簧单元的加载期间驱动凸轮轴；闩锁１０组件（１２），用于使驱动轮啮合和脱离凸轮轴，并且装配于凸轮轴上；以及停止构件（１６），作用于闩锁组件（１２）并且由此引起驱动轮脱离凸轮轴。根据本发明专利技术也描述一种电气开关设备的操作装置、用于对弹簧单元１５进行加载和释放以及也用于进行缓慢手动闭合操作和缓慢手动关断和／或对已加载关断弹簧进行释放的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在电气开关设备的操作装置中的弹簧驱动单元，该操作装置例如 用于驱动和控制电气开关设备，如开关或者断路器，的关断和闭合。所述电气开关将使用于 高压或中压输电或者配电网络中，并且因此使用于范围从一千伏特到几百千伏特的电压。 具有弹簧驱动单元的操作装置可以操作所有类型的断路器，例如外壳带电或者外壳接地类 型的气体、油或者真空绝缘断路器。弹簧驱动单元也可以使用于其它应用中。在原理上，它们可以使用于需要很快移 动某物的任何地方。本专利技术也涉及用于对用于电气开关设备中的操作装置中的弹簧进行加载和/或 释放的方法。
技术介绍
在输电或者配电网络中，开关设备并入于网络中，以响应于异常负载条件提供自 动保护，或者允许关断或者闭合(切换)网络段。因此可以调用开关设备以进行多个不同 操作，比如中断端子故障或者短路故障、中断小感性电流、中断容性电流、异相切换或者无 负载切换，所有这些操作为本领域技术人员所熟知。在开关设备中，实际关断或者闭合操作由两个触点实现，其中正常情况下一个固 定而另一个可动。可动触点由包括致动器和如下机构的操作装置操作，其中所述机构操作 性地将致动器连接到可动触点。用于中压和高压开关和断路器的已知操作装置的致动器是由弹簧操作的液压或 者电磁类型。在下文中将描述操作断路器的操作装置，但是类似的已知操作装置也可以操 作开关。由弹簧操作的致动器，或者也称之为弹簧驱动单元，一般使用两个弹簧以操作断 路器；一个关断弹簧用于关断断路器，而一个闭合弹簧用于闭合断路器和重新加载关断弹 簧。有时可以将弹簧组用于关断弹簧和闭合弹簧中的各弹簧，而不是仅一个弹簧用于关断 弹簧和闭合弹簧中的各弹簧。例如这样的弹簧组可以包括布置于更大弹簧以内的小弹簧 或者并排平行布置的两个弹簧。在下文中应当理解，当提及相应关断弹簧和闭合弹簧中的 弹簧时，这样的弹簧可以包括弹簧组，而术语弹簧单元也用来表明这一点。除了关断弹簧和 闭合弹簧之外，弹簧驱动单元还包括电动机、齿轮箱和连接到齿轮箱的凸轮轴，所述齿轮箱 经由齿轮箱轴和弹簧加载机构向凸轮轴传输来自电机的旋转能量。另一机构将弹簧的运动 转换成可动触点的平移移动。在网络中的闭合位置中，断路器的可动触点和静止触点相互 接触，并且对操作装置的关断弹簧和闭合弹簧进行加载。按照关断命令，关断弹簧关断断路 器，使触点分开。按照闭合命令，闭合弹簧闭合断路器并且同时对关断弹簧进行加载。关断 弹簧现在准备好如果必要则进行第二次关断操作。当闭合弹簧已经闭合断路器时，操作装 置中的电动机对闭合弹簧进行再加载。这一再加载操作耗时若干秒。在弹簧驱动单元的操作寿命期间，凸轮轴、闭合弹簧和弹簧加载机构必须能够在 若干不同相互依赖的模式中操作A.闭合弹簧必须由电机和/或手动加载。B.弹簧加载机构必须在闭合弹簧完全加载时脱离(电机由于惯性而超限运行)。C.在闭合操作期间，凸轮轴必须独立于弹簧加载机构来旋转。D.必须有可能缓慢地对闭合弹簧进行手动释放而不影响和闭合断路器。E.优选也能够通过在正常操作方向上手动旋转凸轮轴来完成缓慢手动闭合操作， 这包括对闭合弹簧的缓慢手动释放。F.也希望能够进行对关断弹簧的缓慢手动释放。参照根据现有技术的弹簧驱动单元，它们为模式D、E和F提供解决方案要么完全 不可能要么复杂而不实用，因为它们要求采取若干手动操控并且也普遍涉及到使用多个工 具。这归因于如下事实它们在原理上不是以也适合于手动操作的观点来设计的。因而，已 知弹簧驱动单元的手动操作即使有可能也是耗时、复杂和高成本的。因而如果有可能提供一种将使得有可能用仅一个机构进行所有描述的模式并且 使手动干预最少的弹簧驱动单元，则将是有利的。
技术实现思路
本专利技术的目的主要地在于提供一种弹簧驱动单元，并且具体地提供一种布置在用 于驱动和控制电气开关设备(如开关或者断路器)的关断和闭合的操作装置中的弹簧驱动 单元。本专利技术的目的借助如独立权利要求1所述的一种弹簧驱动单元、如独立权利要求 6所述的一种用于电气开关设备的操作装置、如独立权利要求7、8和9所述的一种用于对电 气开关设备的操作装置中的弹簧单元进行加载和释放的方法、如独立权利要求10所述的 一种用于在电气开关设备的操作装置中进行缓慢手动闭合操作的方法以及如权利要求11 所述的一种用于对电气开关设备的操作装置中的已加载关断弹簧单元进行缓慢手动关断 和/或释放的方法来实现。因而限定一种弹簧驱动单元，包括电机，用于驱动弹簧加载机构，齿轮箱，连接到电机，凸轮轴，连接到齿轮箱，所述齿轮箱经由齿轮箱轴向凸轮轴传输来自电机的旋转能量，闭合弹簧单元，借助通过拉杆连接到凸轮轴而经由凸轮轴耦合到弹簧加载机构， 以及关断弹簧单元，经由拉杆和主操作杠杆连接到弹簧加载机构和凸轮轴，该弹簧加载机构包括飞轮，装配于齿轮箱轴上，驱动轮，装配于飞轮上并且在闭合弹簧单元的加载期间驱动凸轮轴，闩锁组件，用于使驱动轮与凸轮轴啮合和脱离，并且装配于凸轮轴上，以及停止构件，作用于闩锁组件并且由此引起驱动轮脱离凸轮轴。借助这一新弹簧驱动单元，获得如下文将描述的用于操作弹簧驱动单元的包括手 动操作的不同方式的各种机会。根据本专利技术的一个方面，闩锁组件包括两个弹簧加载闩锁。根据本专利技术的另一方面，驱动轮具有适合于与闩锁组件的闩锁啮合，以便将驱动 轮与凸轮轴连接的凹陷。这些凹陷可以按环形式布置于驱动轮中。根据本专利技术的又一方面，弹簧加载机构还包括锁轮，该锁轮直接装配于齿轮箱轴 上并且可以借助锁定装置来与驱动轮一起锁定，由此允许锁定飞轮。这提供了以简单方式 进行手动操作的可能性并且成为本专利技术的一个优点。根据本专利技术的又一方面，通过将锁轮锁定到驱动轮上而能够在向前方向和反方向 上手动旋转弹簧加载机构。如后文所见，不仅在向前方向上而且在反方向(即与正常操作 方向相反的方向)上旋转齿轮箱轴和凸轮轴的可能性提供了优点。根据本专利技术，也限定一种用于电气开关设备的操作装置，该装置包括根据权利要 求1-5中的任一权利要求所述的弹簧驱动单元和用于操作性地将弹簧驱动单元与电气开 关设备中的触点连接的机构。另外，根据本专利技术限定一种用于对包括根据权利要求1-5中的任一权利要求所述 的弹簧驱动单元的电气开关设备的操作装置中的弹簧单元进行加载和释放的方法，该方法 包括-借助连接到齿轮箱的电机来旋转飞轮和装配于飞轮上的驱动轮，并且也旋转借 助闩锁组件连接到驱动轮而且由驱动轮驱动的凸轮轴，以及电气开关设备的操作装置的闭 合弹簧单元连接到该凸轮轴，由此对闭合弹簧单元进行加载，-借助闩锁组件的停止构件触及闩锁，在凸轮轴触及闭合弹簧单元完全加载的位 置时停止任何进一步加载，也使凸轮轴脱离驱动轮而不停止电机的旋转，驱动轮也继续旋 转，因为它装配于齿轮箱轴上的飞轮上，-关断电机，-通过释放锁定凸轮轴的外部保持装置(catchgear)、因此让凸轮轴向前旋转并 且由此使闩锁组件上的闩锁与驱动轮啮合、从而驱动轮随着凸轮轴旋转来对闭合弹簧单元 进行释放，-在具有闭合弹簧拉杆的凸轮轴已经通过它的最低点之后，它触及凸轮轴和驱动 轮由于飞轮防止从返回点在反方向上旋转而停止时的返回点，并且现在可以通过运行电机 来开始新的加载序列。继续根据本专利技术限定一种用于对包括根据权利要求1-5中的任一权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹簧驱动单元（１），包括：电机（４），用于驱动弹簧加载机构（５），齿轮箱（６），连接到所述电机，凸轮轴（７），连接到所述齿轮箱，所述齿轮箱经由齿轮箱轴（２６）向所述凸轮轴传输来自所述电机的旋转能量，闭合弹簧单元（２），借助通过拉杆（８）连接到所述凸轮轴（７）经由所述凸轮轴耦合到所述弹簧加载机构，以及关断弹簧单元（３），经由拉杆（９）和主操作杠杆（３０）连接到所述弹簧加载机构和所述凸轮轴（７），所述弹簧加载机构包括：飞轮（１１），装配于所述齿轮箱轴（２６）上，驱动轮（１０），装配于所述飞轮上并且在所述闭合弹簧单元的加载期间驱动所述凸轮轴，闩锁组件（１２），用于使所述驱动轮与所述凸轮轴啮合和脱离，并且装配于所述凸轮轴上，以及停止构件（１６），作用于所述闩锁组件（１２）上并且由此引起所述驱动轮脱离所述凸轮轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J特雷道克斯，M霍尔曼，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]