用于电力开关设备的弹簧操作的致动器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电力开关设备的弹簧操作的致动器。该弹簧操作的致动器具有打开弹簧装置和闭合弹簧装置，至少一个弹簧装置包括扭力弹簧(3，4)。根据本发明专利技术，扭力弹簧(3，4)在解绕方向上被加载而在卷绕方向上释放。

【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用于电カ开关设备的弹簧操作的致动器，该弹簧操作的致动器包括用于闭合开关设备的闭合弹簧装置和用于打开开关设备的打开弹簧装置，至少ー个所述弹簧装置包括限定其卷绕方向和解绕方向并被设置为加载从而储存和释放机械能的扭カ弹簧。
技术介绍
在电カ传输或配电网中，开关设备被包含在配电网中以提供响应于异常负荷条件的自动保护或者允许打开或闭合(开关)配电网的一部分。因此，该开关设备可能被要求执行多个不同的操作，例如，终端故障或短路故障中断、小感应电流的中断、电容电流中断、 反相位切換或空载切換，所有这些操作对于本领域的技术人员是公知的。在开关设备中，实际的打开或闭合操作由两个触头执行，通常，其中ー个触头是固定的，另ー个触头是可动的。可动触头由包括致动器和机构的操作设备操作，其中所述机构将致动器可操作地连接到可动触头。用于中高压开关和断路器的已知的操作设备的致动器为弹簧操作的致动器、液压或电磁式致动器。在下文中，将描述操作设备操作断路器，但类似的已知的操作设备也可以操作开关。弹簧操作的致动器或者又称作弹簧驱动单元通常使用两个弹簧来操作断路器，使用打开弹簧来打开断路器，使用闭合弹簧来闭合断路器并再加载打开弹簧。取代针对打开弹簧和闭合弹簧的每一个仅为一个弹簧，有时可针对打开弹簧和闭合弹簧的每ー个为一組弹簧。例如，这样的一组弹簧可包括设置在较大弹簧内的小弹簧或者平行并排设置的两个弹簧。在下文中，应该了解的是，对各打开弹簧和闭合弹簧设置标记吋，该弹簧可包括一組弹簧。另ー机构将弹簧的运动转换为可动触头的平移运动。在其闭合位置吋，在配电网中， 断路器的可动触头和固定触头相互接触，并且操作设备的打开弹簧和闭合弹簧被加载。在发出打开指令吋，打开弹簧打开断路器，将触点分离。在发出闭合指令时，闭合弹簧闭合断路器，同时加载打开弹簧。打开弹簧此时准备好在需要时执行第二打开操作。当闭合弹簧已闭合断路器吋，操作设备中的电动机再加载闭合弹簧。该再加载操作花费几秒钟。断路器的弹簧操作的致动器的示例可在例如US 4，678，877、US 5，280，258、US 5，571，255、US 6，444，934 以及 US 6，667，452 中找到。在已知的弹簧操作的致动器中，使用轴向动作弹簧，即压缩弹簧或螺旋拉伸弹簧。 也可使用诸如扭杆、螺旋弹簧以及钟表弹簧的扭力弹簧用于打开和闭合运动的驱动。使用诸如螺旋弹簧和钟表弹簧的扭力弹簧，需要该弹簧的端部分别固定地连接到支撑部(例如，框架)和驱动连接体(例如，主驱动轴)。这种安装对于致动器的功能非常重要，因为其必须承受突然的强驱动力并将该カ传递给致动器。关于与螺旋扭カ弹簧有关的术语“端部”，在本申请中表示弹簧材料的端部，S卩，弹簧螺旋方向上的端部。对于轴向方向上的端部，使用术语“轴向端部”。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供改善扭カ弹簧和与扭カ弹簧配合的部件的连接的弹簧操作的致动器。通过本专利技术的下述方面，实现该目的。这种在初始限定的弹簧操作的致动器包括具体的特征在至少ー个所述弹簧装置中，所述扭カ弹簧设置为在解绕方向上被加载机械能而在卷绕方向上释放机械能。这意味着当扭カ弹簧储存能量时，扭力弹簧在弹簧的螺旋方向上被压縮，并且通过推压而不是像传统的螺旋扭カ弹簧那样拉拽来使弹簧的端部起作用。由此，与基于拉伸而不是基于压カ的安装相比，弹簧端部与支撑部和驱动轴的连接变得更简単。由于通过作用于与扭カ弹簧配合的部件上的压カ使弹簧端部起作用，因此通过该力将弹簧端部和所述的部件保持在一起，而不需要任何其他的连接装置，除了可能的将它们在横向上保持在适当位置的一些引导装置以外。这与需要非常坚固和可靠的连接装置的通过拉伸操作的扭カ弹簧相比，很大程度地简化了安装。因此，该设备的组装变得更简单，并且需要较少的部件。而且，消除了故障的潜在根源。因此，根据本专利技术的设备在制造和维护方面更便宜，而且更可靠。根据优选实施例，打开弹簧装置和闭合弹簧装置均包括扭カ弹簧。使用扭カ弹簧进行驱动可使得致动器的结构紧凑，特别是在两个弹簧都是扭カ弹簧的情况下。当两个弹簧都是扭カ弹簧时，优选地，这两个弹簧设置为在解绕方向上被加载而在卷绕方向上释放。由此，这种设置的优点发挥到其全部的程度。根据另ー优选实施例，至少ー个扭カ弹簧是螺旋弹簧。螺旋弹簧在大多数情况下在如本专利技术的应用中对于储存和供应机械能是最有效的类型的弹簧。与例如钟表弹簧相比，螺旋弹簧为多个弹簧的最佳的相对位置提供了更大的自由度。根据另ー优选实施例，扭カ弹簧同轴。两个轴线对准的扭カ弹簧可以实现致动器的紧凑结构，并且与传统的结构相比， 可减少弹簧カ传递到主驱动轴所需的部件的数量。根据另ー优选实施例，扭カ弹簧设置为使得一个弹簧在另ー个弹簧的外側，并且使得打开扭カ弹簧的至少主要部分和闭合弹簧的至少主要部分具有相同的轴向位置。这实现了扭カ弹簧的非常紧凑的配置，由此更加有利于实现小尺寸的致动器。优选地，整个打开扭カ弹簧和整个闭合扭カ弹簧具有相同的轴向位置，因为这是关于节约空间的最佳配置。优选地，打开扭カ弹簧位于闭合扭カ弹簧的外側。这有利于扭カ弹簧的加载，其中，打开扭カ弹簧由闭合扭力弹簧再加载，而闭合扭力弹簧由电动机加载或者以手动方式加载。由于打开扭カ弹簧通常以比闭合弹簧装置更快的速度动作，所以更加有利，因为这种配置很容易使打开扭カ弹簧以比闭合扭カ弹簧更大的半径作用于驱动轴。根据又ー优选实施例，每个打开扭カ弹簧和闭合扭力弹簧是端部位于各个弹簧的每ー端的螺旋弹簧，由此至少一个所述端部沿弹簧的螺旋方向延伸。当端部由此沿着与弹簧的其余部分相同的方向延伸吋，力的传递将非常容易，并且弹簧材料中没有弯曲力。优选地，所有的端部都为此类型。根据另ー优选实施例，至少ー个端部延伸到端部配件中，端部配件具有与所述至少端部的端面处于抵接关系的抵接面。这种端部配件实现了在弹簧和与弹簧配合的部分之间的有利的力传递。优选地，端面和抵接面垂直于弹簧的螺旋方向。这使得力传递优化，因为避免了任何的侧向カ组件并且使连接尽可能简单。根据另ー优选实施例，端部配件包括设置为保持朝向抵接面的端部的保持装置。由此，确保了抵接面和端面的适当的对准。优选地，保持装置包括方向为径向的凸缘，具有端部延伸穿过的孔。本实施例展示了使端部朝向抵接面的非常简单的实现方式。根据另ー优选实施例，闭合扭カ弹簧包括第一扭カ弹簧单元和第二扭カ弹簧单元，其中，第一和第二扭カ弹簧单元同轴，第一扭カ弹簧单元的至少主要部分和第二扭カ弹簧单元的至少主要部分具有相同的轴向位置，第一扭カ弹簧单元位于第二扭カ弹簧单元的径向外側，并且第一和第二扭カ弹簧单元在闭合扭力弹簧的一个轴向端部附近彼此连接。通过本实施例，闭合扭力弹簧使它的两个端部即框架支撑端部和活动端部成为扭力弹簧的相邻的ー个相同的轴向端部。这更加有利于实现紧凑的设计、闭合弹簧的轴向延伸的缩短、以及部件数量的減少。优选地，整个第一扭カ弹簧单元和整个第二扭カ弹簧单元具有相同的轴向位置，因为这使得闭合弹簧的轴向长度最小并且简化了致动。尽管两个扭カ弹簧单元可由一个单ー的部件构成，但优选地，两个扭力弹簧单元是通过弹簧カ传递连接配件连结在一起的两个分离的部件。这简化了这种闭合扭カ弹簧的制造。根据另ー优选实施例，连接配件包括与第一扭カ弹簧单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：D·斯塔法斯，J·特雷道克斯，M·霍尔曼，U·阿克森，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：