中压技术的开关和开关设备电机传动装置

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述之电机传动装置，用于中压技术的开关和开关设备。

电机传动装置一般用于中压技术中，以便能使接通和断开过程始终是以可预定的相同和足够的速度进行的，并能遥控。关于此事已知的是，可预先确定的开关能量，通过操纵一个传动装置，储入开关弹簧中。在此情况下，根据所设计的是拉力弹簧或是压力弹簧，使弹簧拉伸或压缩直至达到一个死点位置，越过死点位置后，在操纵开关机构的同时，通过弹簧的自动松驰，使弹簧重新处于自由状态。这种传动装置和电机、电机传动装置和离合器可有不同的设计，开关和开关装置也有不同的类型。

在DE-PS1947427中介绍了一种具有马氏机构的步进开关的开关传动装置，和一个通过曲柄靠在操纵轴（曲轴12）上而其另一端为固定的开关弹簧。操纵轴一方面通过一个具有自由行程的离合器与传动轴连接，另一方面通过一个扭矩变化的比较机构，和马氏机构与具有开关触点的开关触点轴连接。传动轴又通过一个齿轮传动装置与电机和通过别的齿轮与手摇把相连。开关弹簧是拉力弹簧，它通过电机或借助于手摇把亦即通过转动操纵轴来张紧，并移向其上死点，最后越过死点位置，之后，由于离合器的自由行程而使开关弹簧阶跃式地卸荷。这一卸荷又使操纵轴突跃式地转动，最终使开关触点轴随之旋转。

此方案占用空间大，而且不能满足手动紧急操纵的要求，按照这一要求，电机传动装置必须在脱开电机连接的同时还能手动操纵。

在DE3415501    A1中还介绍了一种带蜗轮蜗杆传动系统的储能弹簧传动装置。其蜗杆装在一个分为两部分的传动轴上，此传动轴通过离合器与一个传动装置连接。其蜗轮通过夹紧杠杆与设计为拉力弹簧的弹力存储器一端连接。拉力弹簧的另一端靠在开关杆上，开关杆与一个操纵手柄相连。一旦此拉力弹簧被张紧，离合器起着将两部分传动轴分开的作用，并因而将蜗杆与传动装置彼此分开，以及当蜗轮达到一个预定的角向位置和将操纵开关的能量储入拉力弹簧时，离合器通过一个装在涡轮上的滑块操纵。于是，开关传动装置做好断开的准备。

本发明的目的是制成一种用于中压技术的开关和开关装置的电机传动装置，电机传动装置有一个开关弹簧，这种传动装置体积小，并在与电机断开的同时可用手操纵。

对于权利要求1前序部分所述之电机传动装置而言，此目的通过其特征部分所述来达到。电机传动装置可将传动装置的组成部分同时设计作为离合器的一个组成部分，以减少主要零件的数量，使之成为紧凑和体积小的结构。此外，离合器设计成一方面能传递旋转运动，即借助于要传动的离合器组成部分预定的自由行程，将旋转运动从与电机相连的传动装置传递到操纵轴。另一方面通过一个装入操纵轴的操纵杆，可使离合器两个组成部分完全脱开。这种离合器的设计的优点是，电机传动装置在任何时候都可以用手操纵，并与此同时与驱动电机脱开。

按权利要求2的措施，它的一个特征是蜗轮螺杆传动装置的应用和结构。蜗轮蜗杆传动装置有一个螺杆和一个同时设计作为离合器组成部分的蜗轮;蜗轮蜗杆传动装置的自锁作用还提供了另一个极大的优点，即避免了由于开关转换过程引起的使开关弹簧并因而操纵轴和具有开关触点的开关触点轴振动。按权利要求2的另一个特征是，允许通过电机传动或通过手操纵，以一个由于开关弹簧卸荷引起的，在离合器预定的限制转角量的自由行程范围内的阶跃式旋转，使操纵轴沿两个方向转动，直至开关弹簧越过死点位置。

按权利要求3的措施所提供的优点是，离合器轴可在有间隙的情况下，通过蜗轮安装座移动，以避免离合器轴由于传动蜗轮而在径向方向受载亦即弯曲，并通过紧靠在蜗轮安装座上而制动。

按照权利要求4和5的措施，可以用简单的方式使蜗轮和与操纵轴沿旋转方向传扭连接的离合器轴相连接，以便在有限的自由行程范围内传递旋转运动。

在权利要求6中所提出的措施，尤其是借助于在权利要求9中所阐明的措施，使离合器脱开和用手动旋转操纵轴。

下面借助于一个实施例详细说明本发明。其中：图1按本发明的电机传动装置顶视图;

图1A电机传动装置同步一阶跃式杠杆侧视图;

图2设计成离合器组成部分的蜗轮轴承剖面图;

图3蜗轮前视图;

图3A蜗轮顶视图;

图4离合器轴;以及图4A离合器和驱动件的顶视图。

图1表示了按本发明的电机传动装置基本结构，它有一个压力弹簧2，弹簧2压在空心操纵轴1上，并可通过死点移动。在操纵轴1上设有同步阶跃杆3，杆3的形状大约为1/4圆形，其上设有弧形槽（图1A），槽中插入铰接杆4，铰接杆4另一方面与杠杆6铰接，杠杆6装在形状闸刀轴5上。操纵轴1借助于两个轴承可旋转地支承在外壳7上，图中表示了传动侧的轴承8。蜗轮安装座9通过轴承8固定在外壳7上，蜗轮安装座9有一个中心孔和一个用于蜗轮10的滑动面，此蜗轮10同样有一个中心孔，蜗轮10通过此中心孔与操纵轴1轴向对心。图2是蜗轮安装座9和蜗轮10结构的剖面图，图中表示了传动蜗轮10的蜗杆11。蜗轮10相对于蜗轮安装座9有一个间隙a。由图1可见，蜗轮10通过支板10a定位在蜗轮安装座9上。

由蜗轮10和蜗杆11构成的传动装置通过蜗杆轴与电机12相连，其中蜗轮10同时又是操纵轴1旋转运动离合器的一个组成部分。离合器第二个组成部分是离合器轴13（图4），它装在操纵轴1内，并可轴向移动（图1），但沿旋转方向则与操纵轴传扭连接。为此，在离合器轴13上制有一平行于轴线的槽14，槽中插入一个装在操纵轴上的螺钉15。离合器轴13穿过蜗轮安装座9，在它装有蜗轮一侧的端头上，在蜗轮10背离操纵轴1的那一边，在端侧的铣槽中有一个径向的杆状驱动件16，驱动件16具有矩形横截面，用于传递旋转运动，作为铣槽边界的壁17的形状为环的一部分，如同一个开槽的套筒（图4A）。在此套筒中装有一个压力弹簧19，压力弹簧支靠在驱动件16上，弹簧19的另一端压靠在固定挡板18上。离合器轴13的另一端与滑杆21固定连接。在这一区域中，在操纵轴1内可置入手操纵杆22，利用它可用手在滑杆21上施加一个克服压力弹簧19的力的推力。

在蜗轮10（图3、3A）背离操纵轴1的那一边，在与孔同心的两个凸起20上，对每个旋转方向有驱动件16的两个止挡面20a和20b。驱动件16可在止挡面20a和20b之间的角度范围内相对于蜗轮10转动。在接合状态下，离合器轴13在压力弹簧19作用下，通过驱动件16压向蜗轮10，并紧靠在蜗轮10上止挡面20a和20b之间的区域内。

若要断开开关过程，则应接通电机12，于是通过蜗杆的旋转使蜗轮10沿预定方向转动。视转动方向的不同，使驱动件16与止挡面20a或20b相靠，从而使离合器轴13也旋转。这时，作为开关弹簧使用的压力弹簧2受压缩，直至操纵轴1达到这样一个角向位置为止，在此位置下受压缩的弹簧2处于死点。处于相应角向位置的压力弹簧2，通过杠杆支架23与操纵轴1相连接。越过死点位置后，弹簧2卸荷回弹，由于在止挡面20a和20b之间有空挡，从而导致操纵轴1同样为阶跃式地继续转动，并通过铰接杆4使开关闸刀轴5旋转。阶跃式开关过程的速度主要取决于压力弹簧2，与旋转方向无关而始终是相同的。若已越过死点位置，则电机通过在开关闸刀轴5处的触点切断电机，触点在规定的角向位置下被控制，开关过程终止。由于蜗轮蜗杆传动装置的自锁作用，因而可以避免开关闸刀轴并因而开关闸刀的振动。

若要人工切断开关过程，则使手操纵杆22进入操纵轴1的自由端，压在装于离合器轴13中的滑杆21上，并克服压力弹簧19的力。于是，离合器轴13在操纵轴1中沿压力弹簧19的方向轴向移动距离X，使驱动件16到达与蜗轮10脱开啮合的位置。因此传动装置与操纵轴1脱开。在这一过程中，在手操纵杆22另一端上的键24进入其止挡面的槽25中，止挡面用于操纵轴1的两个旋转方向和自由行程，因此通过手操纵杆22并因而操纵轴1沿相应方向的旋转，直至越过死点位置，便能断开开关过程。不言而喻，当将手操纵杆22插入操纵轴1后操纵了一个开关，它切断了通向驱动电机12的电流，所以可实施手动紧急操纵。

还应提及，蜗杆轴设计成可通过法兰连接商业上通行的各种直流和交流驱动电机和小型驱动电机。通过倾斜和转动在蜗轮蜗杆传动装置上的电机，可使整个电机传动装置的体积与所提供的空间相匹配。