一種步進開關的負荷切換開關的制作方法

專利名稱：一種步進開關的負荷切換開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1前序部分所述的步進開關負荷切換開關。
這種負荷切換開關由DE-OS4231353公開。這里，為每相設有兩個真空開關管(簡稱VAC)。真空開關管和機械開關觸點的操縱通過一個可雙向旋轉(zhuǎn)的開關軸(Schaltwelle)來完成，該開關軸在一蓄能器釋放后即被迅速轉(zhuǎn)動。為操縱真空開關管，在開關軸上固定安裝了一個凸輪，在凸輪的端面，為每個真空開關管設有一控制曲線，控制曲線內(nèi)匹配安裝了一個滾子，滾子對相關的真空開關管的操縱桿產(chǎn)生作用。
機械觸點的切換通過一同樣由傳動軸轉(zhuǎn)動的開關板來完成，該開關板在沿負荷開關圓周布置的固定觸點之間切換。
在這種負荷切換開關里，用于操縱兩個真空開關管的凸輪和用于操縱機械觸點的開關板從一個終端位置移動到另一個終端位置，然后返回，而且不受選級器當時運動方向的影響，這就是說，當向去的方向移動，即開關軸向一個方向旋轉(zhuǎn)時，觸點是最后閉合的，當向返回的方向移動，即開關軸向另一個方向旋轉(zhuǎn)時，觸點首先斷開，反之亦然。
因此，這種已知的負荷切換開關不適于用來實現(xiàn)不對稱的轉(zhuǎn)換。在不對稱轉(zhuǎn)換中，總是同一個觸點首先電接通或做機械動作。例如，這種不對稱轉(zhuǎn)換已在未公開的DE-OS4407945里做了說明，并且在同樣未公開的DE-0S4441082里以專門用于負荷切換開關的具有雙極轉(zhuǎn)換的演變形式做了說明。
圖4是最后提到的具有雙極轉(zhuǎn)換的不對稱轉(zhuǎn)換機構。在這種轉(zhuǎn)換機構中，被移動的或被操縱的開關器具的操縱次序(即先后順序)是相同的，不隨開關方向而變。
在WO89/08924里，對一專門用于可控硅開關(Thyristorschalter)的特殊的彈簧瞬時傳動裝置進行了說明，該裝置始終朝一個方向釋放，即只有一個從動方向，而不隨其傳動方向而變。
這是一種原則上可實現(xiàn)不對稱轉(zhuǎn)換的可能方法。但是，所述彈力蓄能器結構復雜，由于需要很多定位、耦合元件，所以要占去很大空間，再則，它對于在一種事先確定好的操作次序中即作為電開關元件又作為機械觸點組合操縱是不合適的。
因此，本發(fā)明的任務是給出一種開頭已闡明的負荷切換開關，該開關以簡單的方式借助一可雙向驅(qū)動的開關軸來實現(xiàn)不對稱轉(zhuǎn)換，從而達到對真空開關和機械觸點的相同的操縱次序，而不受旋轉(zhuǎn)方向的影響。
這項任務由具有權利要求1的特征的負荷切換開關來完成。
從屬權利要求主要包括本發(fā)明頗具優(yōu)點的改進。
本發(fā)明的主要優(yōu)點在于，可以應用正如DE-PS2806282里所述的、具有升降滑板和從動件的傳統(tǒng)的蓄能器。根據(jù)發(fā)明，在連續(xù)升降過程中，升降滑板還附加地造成一個將進一步說明的耦合件的另一運動。這一運動是垂直于升降方向的，且沿著開關軸的軸向產(chǎn)生作用。根據(jù)發(fā)明，在安裝在開關軸上、可軸向移動的開關插入件(switching insert)上，為每一個被操縱的開關元件(真空開關管和機械觸點)，為傳動軸的每一個運動方向，分別安裝了不同的分凸輪。通過耦合件的前述軸向運動，為傳動軸的具體運動方向設計的分凸輪同樣可以軸向移動，并借助于相應的操縱真空開關管和機械觸點的開關元件使其隨轉(zhuǎn)動方向而嚙入或脫開。
下面借助附圖，舉例對本發(fā)明進行詳細說明。


圖1是本發(fā)明的負荷切換開關的縱剖面圖。
圖2同樣是這種負荷切換開關的A-A平面的橫剖面圖。
圖3是一裝有本發(fā)明的耦合件的蓄能器的透視圖。
圖4是一可借助本發(fā)明來實現(xiàn)的已知的不對稱轉(zhuǎn)換機構。
圖5是畫有開關觸點的轉(zhuǎn)換機構，如圖1所示，這些開關觸點是分別圍繞一旋轉(zhuǎn)點置放的，并做成交換器的樣子。
圖6是圖5所示轉(zhuǎn)換機構的開關順序。
圖7是相應的連接圖。
本發(fā)明所述的負荷切換開關由一個負荷切換開關外殼，即一個絕緣圓筒1組成。在圓筒中心裝有一個開關軸4。開關軸4以已知的方式由一蓄能器2操縱。蓄能器2具有一個升降滑板2.2，該升降板被一個在這里未畫出的傳動軸的轉(zhuǎn)動著的驅(qū)動凸輪2.1持續(xù)不斷地拉緊，從動件2.3一旦到達終端位置，便立即隨升降滑板移動。從動件又以升降的、這里未進一步說明的方式驅(qū)動開關軸4。根據(jù)本發(fā)明，在升降滑板2.2的側(cè)面還附加開設了一個輪廓2.4，這里兩側(cè)都有。耦合節(jié)3的滾子3.3分別嚙入該輪廓。耦合節(jié)3又由兩個大約在蓄能器2的高度被安裝在蓄能器側(cè)面的杠桿3.1，以及兩個鉸接的耦合桿3.2組成。耦合桿在負荷切換開關內(nèi)平行于開關軸4垂直向下，其自由端與一個可在開關軸4上軸向移動的開關插入件5相連。
當然，亦可僅在升降滑板2.2的單側(cè)開一個輪廓2.4，并相應地安裝一個耦合節(jié)，但是，所述的雙側(cè)布置具有穩(wěn)定的優(yōu)點。
所述輪廓2.4是這樣設計的，即視蓄能器2的升降滑板2.2的運動方向而定，當蓄能器2拉緊時，也就是在真正的負荷轉(zhuǎn)換之前，開關插入件5可借助于耦合節(jié)3在開關軸4上往上或往下軸向移動一定的距離a。借助于釋放了的蓄能器2，可在開關軸4上軸向移動的開關插入件5可與開關軸4一起旋轉(zhuǎn)，比如，這可以通過開關軸4的多齒結構來實現(xiàn)。這樣，它便可以匹配地套裝上開關插入件5，而不影響其軸向可移動性。為保證這一作用方式，比如在耦合節(jié)3和開關插入件5的下部之間安裝了一個軸承，比如滾珠軸承(圖上未畫出)。
在開關插入件5上重疊安裝了兩個凸輪6，7，其端面是用于操縱真空開關管11，12的開關曲線。兩凸輪分別由一個直接重疊安裝的上分凸輪6.1，7.1，以及一個下分凸輪6.2，7.2組成。
在開關插入件5上，還安裝了兩個用于操縱兩個后面還將闡明的可移動機械觸點13，14的凸輪8，9。在凸輪6，7側(cè)分別安裝了操縱滾子11.1，12.1，這樣，視開關插入件5所處的位置而定，兩個上分凸輪6.1，7.1或者兩個下分凸輪6.2，7.2分別與操縱滾子11.1或12.1對應。操縱滾子11.1，12.1通過肘桿11.2，12.2分別對真空開關11，12產(chǎn)生作用并操縱它們。在負荷切換開關不動狀態(tài)下，在操縱滾子11.1，12.1和所屬的分凸輪6.1，7.1或6.2，7.2之間存在間隙，因為處于靜態(tài)的真空開關在沒有外力的情況下是閉合的。真空開關只有在負荷切換期間，被相應分凸輪通過相應的滾子和操縱桿傳遞的力所操縱并瞬時斷開。所述的這種靜態(tài)下的間隙使得開關插入件5及其凸輪6，7的移動變?yōu)榭赡?，而不致于在凸輪和操縱滾子11.1；12.1之間發(fā)生碰撞。
以同樣方式，在開關插入件5上設置了另兩個用于操縱兩個可移動機械觸點13，14的凸輪8，9。凸輪8，9同樣分成分別重疊安裝分凸輪8.1，8.2；9.1，9.2。視開關軸旋轉(zhuǎn)方向而定，或者兩個上分凸輪8.1，9.1，或者兩個下分凸輪8.2，9.2與側(cè)面安裝的第一滾子13.1，14.1或者第二滾子13.2，14.2對應。圖1為兩個下分凸輪8.2，9.2的嚙入狀態(tài)。
滾子13.1，14.1；13.2，14.2分別與彈簧加載的肘桿13.3，14.3相連，肘桿對可旋轉(zhuǎn)置放的機械觸點13，14產(chǎn)生作用，使其可超越死點(Totpunkt)而被送入兩個開關位置。第一個機械觸點13作為開關觸點SKM的作用，并根據(jù)其所處的位置，或者互連兩個固定觸點SKMA，或者互連兩個固定觸點SKMB。第二個可動觸點14起輔助機械觸點HKM的作用，并根據(jù)其所處的位置，或者互連兩個固定輔助觸點HKMA，或者互連兩個固定輔助觸點HKMB。兩個可動機械觸點13，14都安裝在同一水平面上。
相應的滾子13.1，14.1；13.2，14.2，以及兩個肘桿13.3，14.3通過凸輪8，9的相應分凸輪8.1，9.1或8.2，9.2的操縱同樣是以力傳遞的方式來完成的，這就是說，在靜態(tài)，凸輪8，9未與滾子13.1，14.1；13.2，14.2嚙合。因此，正像前面對真空開關管的操縱所描述的那樣，在負荷轉(zhuǎn)換開始之前，開關插入件5的軸向移動是不成問題的，尤其是不會同某些操縱元件(這里指滾子)發(fā)生碰撞。
然而，真空開關11，12的操縱與機械觸點13，14的操縱卻不大一樣由于結構上的原因，真空開關管在不動狀態(tài)始終是閉合的。因此，在沒有外力作用的情況下具有一種自動調(diào)節(jié)的穩(wěn)定狀態(tài)。這是因為它的內(nèi)部是真空的，而且還帶有一個附加彈簧。
因此，只需要一個凸輪用于操縱，亦即暫時切換成另一種開關狀態(tài)就足夠了。一旦該凸輪的作用停止，真空開關便自動回到穩(wěn)定的閉合開關狀態(tài)。
所述機械觸點13，14的操縱則有別于此。這里，每一個圍繞一支點安裝的可動觸點13，14可借助各自的彈簧加載肘桿超越死點運動，并處于兩種穩(wěn)定狀態(tài)。因此，為每個可動機械觸點13，14分別配置了上滾子13.1，14.1和下滾子13.2，14.2。它們在兩種穩(wěn)定的開關狀態(tài)之間交替轉(zhuǎn)換。
為了簡化負荷切換開關的結構，也可以把在實施方式中分開畫出的凸輪8，9合并為一個只帶一個上分凸輪和一個下分凸輪的凸輪。這樣，在任何開關方向，固定觸點和輔助觸點的操縱僅由一個分凸輪來完成。
以上說明都只涉及到本發(fā)明的負荷切換開關的單相。在三相負荷切換開關中，所有三相的所述機械和電氣操縱，開關元件安裝在一個水平面上是有優(yōu)點的。
圖2是這種布置的俯視圖。
可以看出，在絕緣圓筒1內(nèi)安裝了開關軸4及位于其上、可軸向移動、并可與之共同轉(zhuǎn)動的開關插入件5。開關插入件5重疊安裝了具有相應分凸輪的凸輪6，7，8，9。
還可以看出，根據(jù)圖4所示電路，以這些凸輪為中心為每相安裝了兩個真空開關管，一個作為電氣開關觸點SKV，另一個作為電氣輔助觸點HKV，以及用于雙極斷路的機械觸點，一個作為機械開關觸點SKM，另一個作為機械輔助觸點HKM。在圖2中，裝有一個相的開關和操縱器具的范圍是通過用箭頭形符號限定的范圍來標明的。
當然，還可以附加安裝一個已知的永久性主觸點，以便持續(xù)送電，也就是說在靜態(tài)操作中使開關觸點去負荷。這種加上了永久性主觸點的電路是為大家所熟知的。由于永久性主觸點在負荷轉(zhuǎn)換期間不受開關方向的影響而首先斷開關最后閉合，所以，它的操縱可以以大家熟悉的方式，由一個與開關軸4固定連接的輪廓或凸輪來完成。因此，不需要視開關方向而定的軸向移動。在前述實施方式中，我們故意放棄了這種永久性主觸點。
總之，本發(fā)明可簡便地實現(xiàn)不對稱連接，即通過儀器技術，按同樣的操縱順序?qū)σ回摵汕袚Q開關的電氣和機械開關元件進行簡便的轉(zhuǎn)換，而不受其交替變換著的開關方向的影響。這種交替變換的開關方向是通過一個可雙向拉緊和釋放的蓄能器實現(xiàn)的。
為實現(xiàn)如發(fā)明所述受開關方向影響的移動所需的運動是在大家熟悉的蓄能器升降滑板連續(xù)運動期間，即真正的轉(zhuǎn)換過程開始之前，以簡單的方式產(chǎn)生的。為此，只需要在升降滑板側(cè)開一個所述的附加輪廓。除了這一可輕易做到的改動之外，大家所熟悉的蓄能器可以不用改變形狀就能派上用場，而這是有許多優(yōu)點的。
不言而喻，凸輪和操縱、開關元件(即電氣和機械開關元件)的數(shù)量和形狀都是同所要實現(xiàn)的轉(zhuǎn)換相匹配的，而且本發(fā)明不受所述實施方式中設計的每相兩個真空開關管和每相兩個雙極機械開關觸點的限制。
權利要求
1.一種步進開關的負荷切換開關，此開關包括一個蓄能器，該蓄能器有一個升降滑板和一個從動件，升降滑板借助一個可雙向旋轉(zhuǎn)的傳動軸持續(xù)運動，從動件在釋放后跳躍式地隨升降滑板移動；一個開關軸，該開關軸可由釋放了的從動件轉(zhuǎn)動；以及用于每相的開關器具，這些開關器具可通過操縱元件來操縱，操縱元件又與可借助開關軸轉(zhuǎn)動的、其端面設有輪廓的同心凸輪對應；此開關的特征在于在開關軸(4)上安裝了一個可軸向移動的開關插入件(5)；開關插入件(5)裝有用于操縱開關器具的凸輪(6，7，8，9)；每個凸輪(6，7，8，9)又分成一個上分凸輪和一個下分凸輪(6.1，7.1，8.1，9.1；6.2，7.2，8.2，9.2)，它們分別開設有不同的輪廓；開關插入件(5)由傳動軸旋轉(zhuǎn)方向所決定，可移動到上運行位置和下運行位置，這樣，當開關插入件(5)處于上運行位置時，所有下分凸輪(6.2，7.2，8.2，9.2)，當開關插入件(5)處于下運行位置時，所有上分凸輪(6.1，7.1，8.1，9.1)分別與用于操縱開關器具的操縱元件(11.1，11.2；12.1，12.2；13.1，13.2，13.3；14.1，14.2，14.3)對應。
2.如權利要求1所述的負荷切換開關，特征在于開關插入件(5)借助一耦合節(jié)(3)與蓄能器(2)的升降滑板上的輪廓(2.4)匹配地相連，因此，當升降滑板(2.2)移動時，開關插入件(5)隨此運動的方向的不同，可向上或向下軸向移動，從而可移動到上運行位置或下運行位置。
3.如權利要求1或2所述的負荷切換開關，特征在于每相的開關器具由至少兩個真空開關管(11，12)和至少兩個機械觸點(13，14)組成。
4.如權利要求3所述的負荷切換開關，特征在于每個用于操縱真空開關管(11，12)的操縱元件由一個通過力傳遞而同相應的分凸輪(6.1，6.2；7.1，7.2)對應的固定滾子(11.1，12.1)和一個與之相連的肘桿(11.2，12.2)組成。
5.如權利要求3或4所述的負荷切換開關，特征在于每個用于操縱機械觸點(13，14)的操縱元件由通過力傳遞與相應的分凸輪對應的一個第一和一個第二滾子(13.1，13.2；14.1，14.2)以及一個彈簧加載的肘桿(13.3，14.3)組成，這樣，視是對第一滾子(13.1，14.1)還是對第二滾子(13.2，14.2)施加壓力而定，相應的機械觸點(13，14)在兩靜態(tài)之間來回轉(zhuǎn)換。
6.如權利要求5所述的負荷切換開關，特征在于一方面所有第一滾子(13.1，14.1)，另一方面所有第二滾子(13.2，14.2)分別與相同分凸輪對應。
7.如權利要求3至6中任一項所述的負荷切換開關，特征在于機械觸點(13，14)是以雙極開關觸點的結構形式構成的。
8.如權利要求3-7任一項所述的負荷切換開關，特征在于設置了一個大家熟悉的、在靜態(tài)承擔持續(xù)供電任務的永久性主觸點，該觸點可直接由開關軸操縱。
9.如權利要求3-8任一項所述的負荷切換開關，特征在于用于操縱機械觸點(13，14)的另外兩個凸輪(8，9)綜合成一個凸輪，該凸輪分為一個上分凸輪，一個下分凸輪，它們分別有不同的輪廓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝有蓄能器的步進開關的負荷切換開關，該開關有一個可持續(xù)由一傳動軸驅(qū)動的升降滑板和一個操縱開關軸的從動件。根據(jù)本發(fā)明，在開關軸上安裝了一個可軸向移動的開關插入件，開關插入件裝有用于操縱真空開關管和機械觸點的凸輪。視開關方向，即蓄能器升降滑板的線性運動而定，開關插入件被移動到開關軸的上部位置或下部位置，從而使不同的凸輪產(chǎn)生作用。借助于該負荷切換開關，可實現(xiàn)不對稱轉(zhuǎn)換。在對不c對稱轉(zhuǎn)換中，無論開關方向如何，都是按相同的先后順序來移動或操縱開關器具的。
文檔編號H01H25/06GK1164928SQ96190955
公開日1997年11月12日 申請日期1996年1月31日 優(yōu)先權日1995年3月24日
發(fā)明者約瑟夫·那米亞, 龍哈德·皮爾梅埃 申請人:賴茵豪森機械制造公司