專利名稱：轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置，尤其是一種改進齒輪傳動機構(gòu)以促使開關(guān)裝置進行電源切換的轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置，屬于電器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在許多重要的供電場合，如機場、碼頭、醫(yī)院等。為了確保負(fù)載的安全、可靠運行， 需要安裝自動轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置，以滿足上述場合供電的連續(xù)性。傳動機構(gòu)是自動轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置中的一個重要組件，其具備的連鎖功能保證了常、 備用電源之間不會被同時接通。目前，自動轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置的傳動機構(gòu)大多采用連桿凸輪機構(gòu)。如中國專利97191864. 3所述的用于電氣設(shè)備的諸如轉(zhuǎn)換開關(guān)的開關(guān)裝置，其具體地公開了一種采用連桿凸輪機構(gòu)進行傳動的轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置，兩斷路塊呈上下安裝，圓盤對應(yīng)前述兩斷路塊呈上下安裝，并分別與用于驅(qū)動對應(yīng)斷路塊的一套機械裝置相連接，圓盤與連桿的一端相鉸接，連桿的另一端通過第二軸頸與小驅(qū)動連桿相鉸接，小驅(qū)動連桿的另一端鉸接有軸銷，軸銷驅(qū)動斷路塊中的觸點系統(tǒng)進行分合閘動作，上述結(jié)構(gòu)可通過改變連桿在圓盤上的樞置位置，并結(jié)合對應(yīng)斷路塊的各自的一套機械裝置實現(xiàn)斷路塊之間的連鎖功能，但是，由于連桿凸輪機構(gòu)在傳動過程中受力不均勻，對其各鉸接點的沖擊較大，會使得各鉸接點間隙因機構(gòu)動作沖擊的影響而變大，從而引起連桿疲勞變形，甚至傳動、連鎖失效。如中國專利200910047109所述的轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的三齒輪轉(zhuǎn)換機構(gòu)，其具體地公開了一種齒輪傳動機構(gòu)，包括第一齒輪A，連接第一觸頭，第一齒輪的轉(zhuǎn)動帶動第一觸頭與第一電源閉合或打開；第二齒輪B，連接第二觸頭，第二齒輪的轉(zhuǎn)動帶動第二觸頭與第二電源閉合或打開，第一齒輪與第二齒輪不接觸；主動齒輪C，嚙合到第一齒輪帶動第一齒輪轉(zhuǎn)動，嚙合到第二齒輪帶動第二齒輪轉(zhuǎn)動，上述結(jié)構(gòu)利用齒輪組的不同嚙合情況來實現(xiàn)位置的轉(zhuǎn)換，其缺點在于A、B齒輪由于受振動或其他因素影響，A、B齒輪可能發(fā)生輕微偏轉(zhuǎn)， 且當(dāng)?shù)谝积X輪A或第二齒輪B與主動齒輪C在嚙合開始時，第一齒輪A或第二齒輪B上的第一嚙合齒與主動齒輪C上的第一嚙合齒的齒頂會相碰撞，導(dǎo)致齒輪卡死，嚙合失敗從而導(dǎo)致開關(guān)合、分間失敗，三齒輪轉(zhuǎn)換機構(gòu)構(gòu)成的第一觸頭和第二觸頭間的連鎖失敗。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置，其保證了齒輪嚙合乃至整個機械傳動的平穩(wěn)、可靠，從而保證了機械連鎖的可靠性。為實現(xiàn)以上的技術(shù)目的，本實用新型將采取以下的技術(shù)方案一種轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置，包括基座，所述基座上安裝有驅(qū)動電機以及兩個上下疊放在一起的開關(guān)本體，每一個開關(guān)本體皆分別與一齒輪傳動機構(gòu)連接，其特征在于每一個齒輪傳動機構(gòu)皆分別包括固定安裝在開關(guān)本體上的支架、復(fù)位齒輪組件、開關(guān)齒輪以及扇形齒輪，所述復(fù)位齒輪組件包括復(fù)位齒輪以及復(fù)位彈簧，該復(fù)位彈簧的兩端分別與復(fù)位齒輪以及支架相連接，所述扇形齒輪與驅(qū)動電機相連接，所述復(fù)位齒輪以及開關(guān)齒輪分別樞置在支架上，且開關(guān)齒輪分別與復(fù)位齒輪以及扇形齒輪的齒牙相嚙合，兩齒輪傳動機構(gòu)的扇形齒輪同軸樞置且兩扇形齒輪的齒牙相背設(shè)置。所述扇形齒輪的圓心角范圍為140°至220°。所述扇形齒輪的頭齒為薄齒，開關(guān)齒輪與該扇形齒輪頭齒相對應(yīng)的位置設(shè)置薄齒，所述扇形齒輪的頭齒厚度為h，所述開關(guān)齒輪的薄齒與開關(guān)齒輪的其他齒牙的齒厚相差 H，且H>h，同時開關(guān)齒輪的薄齒與扇形齒輪頭齒的軸向偏置位置相反，其中，所述薄齒定義為同一齒輪上厚度比其他齒牙薄、齒廓形狀與其它齒牙一致的齒。根據(jù)以上的技術(shù)方案，可以實現(xiàn)以下的有益效果1、本實用新型通過對齒輪傳動機構(gòu)進行改進，即通過復(fù)位齒輪組件的設(shè)置，復(fù)位齒輪組件與開關(guān)齒輪相嚙合，開關(guān)齒輪與扇形齒輪嚙合，扇形齒輪同軸且相互間齒牙背對設(shè)置，保證了該齒輪傳動機構(gòu)各齒輪嚙合乃至整個機械傳動的平穩(wěn)、可靠，保證了機械連鎖的可靠性。2、本實用新型所述扇形齒輪的頭齒為薄齒，開關(guān)齒輪與該扇形齒輪頭齒相對應(yīng)的位置設(shè)置薄齒，所述扇形齒輪的頭齒厚度為h，所述開關(guān)齒輪的薄齒與開關(guān)齒輪的其他齒牙的齒厚相差H，且H>h，同時開關(guān)齒輪的薄齒與扇形齒輪頭齒的軸向偏置位置相反，其中，所述薄齒定義為同一齒輪上厚度比其他齒牙薄、齒廓形狀與其它齒牙一致的齒，因此，通過安裝調(diào)整，使得扇形齒輪與開關(guān)齒輪嚙合初始位置，扇形齒輪頭齒的齒廓與開關(guān)齒輪薄齒的齒廓相配合而不相接觸，在驅(qū)動電機的動力驅(qū)動下，所述扇形齒輪頭齒與開關(guān)齒輪薄齒相鄰的齒相嚙合，扇形齒輪頭齒相鄰位的齒則與開關(guān)齒輪薄齒相嚙合，因此，在扇形齒輪與開關(guān)齒輪嚙合初始位置，首對嚙合齒不會發(fā)生齒頂相碰的情況，保證了扇形齒輪與開關(guān)齒輪的順利嚙合。說明書附圖

圖1 (a)為本實用新型轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置的外部示意圖；圖1 (b)為本實用新型轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置移去上層開關(guān)本體的示意圖；圖1 (a)和(b)中，開關(guān)本體1或10齒輪傳動機構(gòu)2支架21復(fù)位齒輪組件 22復(fù)位齒輪221復(fù)位彈簧222開關(guān)齒輪23扇形齒輪M驅(qū)動電機3輸出軸31 ；圖2為本實用新型齒輪傳動機構(gòu)示意圖；其中支架21或210 復(fù)位齒輪221或2210 復(fù)位彈簧222或2220 開關(guān)齒輪 23或230 圓弧槽232或2320 扇形齒輪M或MO 樞軸42 ；圖3為本實用新型開關(guān)齒輪與扇形齒輪配合示意圖；其中，輸出軸31 —組相嚙合的開關(guān)齒輪與扇形齒輪副為開關(guān)齒輪23圓弧槽 232扇形齒輪對扇形齒輪頭齒Ml開關(guān)齒輪薄齒231另一組相嚙合的開關(guān)齒輪與扇形齒輪副為開關(guān)齒輪230圓弧槽2320扇形齒輪MO扇形齒輪頭齒MlO開關(guān)齒輪薄齒2310 ；圖4為本實用新型開關(guān)齒輪示意圖；圖中開關(guān)齒輪薄齒231或者2310開關(guān)齒輪薄齒的相鄰齒233或者2330開關(guān)齒輪薄齒與其他齒牙的齒厚差H[0025]圖5為本實用新型扇形齒輪示意圖；圖中扇形齒輪頭齒241或者MlO扇形齒輪頭齒的相鄰齒242或者M20 ；圖6為本實用新型開關(guān)齒輪與扇形齒輪剛開始嚙合示意圖；圖6 (b)為本實用新型開關(guān)齒輪與扇形齒輪嚙合第一階段示意圖；圖7為本實用新型開關(guān)齒輪與扇形齒輪嚙合第二階段示意圖；圖8為本實用新型開關(guān)齒輪與扇形齒輪嚙合第三階段示意圖；圖6至圖8中支架21 復(fù)位齒輪221 復(fù)位彈簧222開關(guān)齒輪23 圓弧槽232 扇形齒輪對樞軸42;圖9為本實用新型彈簧儲能機構(gòu)與開關(guān)齒輪配合第一階段示意圖；圖10為本實用新型彈簧儲能機構(gòu)與開關(guān)齒輪配合第二階段示意圖；圖11為本實用新型彈簧儲能機構(gòu)與開關(guān)齒輪配合第三階段示意圖；圖9至11中儲能彈簧41樞軸42 ；圖12為本實用新型開關(guān)齒輪與扇形齒輪俯視圖；圖中開關(guān)齒輪23或230扇形齒輪對和對0。
具體實施方式
附圖非限制性地公開了本實用新型所涉及優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，以下將結(jié)合附圖詳細(xì)地說明本實用新型的技術(shù)方案。如圖1至12所示，本實用新型所述的轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置包括兩個上下疊置的開關(guān)本體 1、10，一個設(shè)有一輸出軸31的驅(qū)動電機3，每個開關(guān)本體內(nèi)部均設(shè)有與齒輪傳動機構(gòu)2相連接的彈簧儲能機構(gòu)，彈簧儲能機構(gòu)包括儲能彈簧41和樞軸42。齒輪傳動機構(gòu)2包括兩個分別固定在開關(guān)本體1、10上的支架21、210，分別設(shè)置在支架21、210上的復(fù)位齒輪組件22、220，分別樞置在支架21、210上并與復(fù)位齒輪組件22、 220嚙合的開關(guān)齒輪23、230，同軸固定在輸出軸31上并分別可與開關(guān)齒輪23、230嚙合的扇形齒輪對、240，所述的扇形齒輪M、240相互間背對設(shè)置。復(fù)位齒輪組件22、220分別包括樞置在支架21、210上的復(fù)位齒輪221、2210和復(fù)位彈簧222、2220，復(fù)位彈簧222、2220的一端掛置在復(fù)位齒輪221、2210上，另一端掛置在支架21、210上。儲能彈簧41的一端固定在開關(guān)本體1、10內(nèi)部，另一端掛置在樞軸42上，開關(guān)齒輪23、230上中心對稱地開設(shè)有兩個圓弧槽232、2320，樞軸42的一端端部容配在圓弧槽 232,2320 中。如圖4、5，扇形齒輪M、240的頭齒MU410的齒厚h，開關(guān)齒輪23、230上的薄齒 231,2310的齒厚與開關(guān)齒輪23、230上的其他正常齒的齒厚相差H，且H>h，如圖3所示，扇形齒輪頭齒M1J410在軸向的偏置位置與開關(guān)齒輪薄齒231、2310在軸向的偏置位置相反，即當(dāng)頭齒241在軸向的偏置位于下部時，開關(guān)齒輪薄齒231在軸向的偏置位于上部，當(dāng)然，上述扇形齒輪頭齒對1、對10和開關(guān)齒輪薄齒231、2310兩者的偏置方向可以互換，只要能保證在扇形齒輪對、240與開關(guān)齒輪23、230嚙合初始位置，扇形齒輪頭齒M1J410 與開關(guān)齒輪23、230上的薄齒231、2310配合且不接觸。即在扇形齒輪M、240與開關(guān)齒輪 23,230嚙合初始位置，扇形齒輪頭齒M1J410直接嚙合到了開關(guān)齒輪薄齒的相鄰齒233 (2330)，而開關(guān)齒輪薄齒231、2310直接嚙合到了扇形齒輪頭齒的相鄰齒對2 (M20)，也就保證了首對嚙合齒不會發(fā)生齒頂相碰的情況，保證了扇形齒輪M、240與開關(guān)齒輪23、230 的順利嚙合。以下將結(jié)合圖2、6至12說明其中一個開關(guān)本體合閘以及分閘的工作原理如圖2，第一開關(guān)本體處于分閘狀態(tài)時，復(fù)位齒輪221與開關(guān)齒輪23始終嚙合，復(fù)位齒輪221在彈簧222的拉力作用下具有順時針旋轉(zhuǎn)的趨勢(見圖中虛線箭頭)，迫使開關(guān)齒輪23也具有逆時針旋轉(zhuǎn)的趨勢(見圖中虛線箭頭)，而此時開關(guān)齒輪23的兩圓弧槽232 的一端圓弧面抵靠在彈簧儲能機構(gòu)(圖中未示出)的樞軸42上，遂保證了開關(guān)齒輪23能在有外部干擾(如震動等)的情況下也能保持在該位置而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。圖6是扇形齒輪M和開關(guān)齒輪23剛開始的嚙合圖。扇形齒輪M帶動開關(guān)齒輪 23作順時針旋轉(zhuǎn)。同時，見圖9 (圖9至11是彈簧儲能機構(gòu)原理圖，描述了開關(guān)齒輪23的圓弧槽232與彈簧儲能機構(gòu)的樞軸42的相對關(guān)系)，由開關(guān)齒輪23的轉(zhuǎn)動，使得原來抵靠在樞軸42的圓弧槽232的一端圓弧面慢慢與樞軸42相遠(yuǎn)離。并由另一端的圓弧面靠近樞軸 42并相抵靠。圖6 (b)是扇形齒輪M和開關(guān)齒輪23嚙合的第一階段。在此過程中，開關(guān)齒輪23只受到了復(fù)位齒輪221上彈簧222的拉力所產(chǎn)生的反力矩。所以即使扇形齒輪M 與開關(guān)齒輪23相嚙合的首對齒是不完整齒，也不會對其機械性能提出高的要求。完全能滿足使用時的機械強度要求。圖7和圖10是扇形齒輪M和開關(guān)齒輪23相嚙合的第二階段。在此階段，開關(guān)齒輪23在扇形齒輪M的作用下繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)，原來抵靠住樞軸42的圓弧槽232的圓弧面此時會推動樞軸42繞彈簧儲能機構(gòu)中心順時針轉(zhuǎn)動，并轉(zhuǎn)動到主彈簧支架的死點位置(見圖10)，儲能彈簧41將被壓縮到最短位置。圖8和圖11是扇形齒輪M和開關(guān)齒輪23相嚙合的第三階段。當(dāng)開關(guān)齒輪23帶動樞軸42過機架死點后，儲能彈簧41將釋放，以極高的速度將樞軸42轉(zhuǎn)動到圖10的位置， 并被限制。而開關(guān)齒輪23和樞軸42的相對關(guān)系是樞軸42從圓弧槽232的一個圓弧面到另一個圓弧面，但合理的定位不會使得兩者的撞擊。同時，這一階段也完成了第一開關(guān)本體 1的合閘動作。同理，另一個開關(guān)本體的合閘、分閘過程也與上述是一致的。本實用新型的開關(guān)本體1、10是上下背對疊置的，開關(guān)齒輪23、230的兩個樞軸在同一直線上且相互間背對設(shè)置，扇形齒輪對、240被置于同軸且相互間背對設(shè)置，從本實施例的圖12可知，兩者的投影剛好是背向并相差180°，兩者的投影剛好組成一個完整的齒輪，但這些并不是必須的，兩者的投影也可以是有部分重疊，也可以是相互間隔，即兩個扇形齒輪M、240的扇形圓心角可以小于180°，也可以稍大于180°。這種相互間同軸且背對設(shè)置的兩個扇形齒輪M、240可以滿足當(dāng)一個開關(guān)本體在合閘、分閘的操作過程中，該開關(guān)本體對應(yīng)的扇形齒輪M和開關(guān)齒輪23嚙合傳動，另一開關(guān)本體不動作，即另一開關(guān)本體對應(yīng)的扇形齒輪M和開關(guān)齒輪23不嚙合或是無效嚙合，從而保證了連鎖的可靠性。例如， 當(dāng)扇形齒輪M順時針轉(zhuǎn)動(逆時針轉(zhuǎn)動也是相同的情況)帶動開關(guān)齒輪23時，另一扇形齒輪240在遠(yuǎn)離開關(guān)齒輪230的位置。而當(dāng)扇形齒輪M與開關(guān)齒輪23嚙合結(jié)束，即將分離時，扇形齒輪240和開關(guān)齒輪230會以前述的方式開始嚙合。同理，當(dāng)扇形齒輪240和開關(guān)齒輪230進入正常嚙合傳動時，扇形齒輪M和開關(guān)齒輪23時處在逐漸遠(yuǎn)離的狀態(tài)。因此，扇形齒輪無論發(fā)生何種我們所不希望出現(xiàn)的傳動，都不會引起兩個開關(guān)本體的同時合閘，保證了機械連鎖的可靠性。整個轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置的動作方式是1.第一開關(guān)本體處于合閘狀態(tài)一(扇形齒輪開始順時針旋轉(zhuǎn))一第一開關(guān)裝置分閘一(第二開關(guān)裝置處于分閘狀態(tài))(扇形齒輪繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn))-一第二開關(guān)裝置合閘一扇形齒輪停止轉(zhuǎn)動；2.第二開關(guān)本體處于合閘狀態(tài)一(扇形齒輪開始逆時針旋轉(zhuǎn))—第二開關(guān)裝置分閘一(第二開關(guān)裝置處于分閘狀態(tài))(扇形齒輪繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn))-一第一開關(guān)裝置合閘一扇形齒輪停止轉(zhuǎn)動。本實用新型的齒輪傳動機構(gòu)2通過復(fù)位齒輪組件22、220的設(shè)置，復(fù)位齒輪組件 22,220與開關(guān)齒輪23、230嚙合，開關(guān)齒輪23、230與扇形齒輪M、240嚙合，扇形齒輪24、 240同軸且相互間背對設(shè)置，保證了齒輪嚙合乃至整個機械傳動的平穩(wěn)、可靠，保證了機械連鎖的可靠性。扇形齒輪M、240的頭齒M1J410的齒厚h，開關(guān)齒輪23、230上的齒231、2310的齒厚與開關(guān)齒輪23、230上的正常齒的齒厚相差H，且H>h，在扇形齒輪M、240與開關(guān)齒輪 23,230嚙合初始位置，首對嚙合齒不會發(fā)生齒頂相碰的情況，保證了扇形齒輪M、240與開關(guān)齒輪23、230的順利嚙合。
權(quán)利要求1.一種轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置，包括基座，所述基座上安裝有驅(qū)動電機以及兩個上下疊放在一起的開關(guān)本體，每一個開關(guān)本體皆分別與一齒輪傳動機構(gòu)連接，其特征在于每一個齒輪傳動機構(gòu)皆分別包括固定安裝在開關(guān)本體上的支架、復(fù)位齒輪組件、開關(guān)齒輪以及扇形齒輪， 所述復(fù)位齒輪組件包括復(fù)位齒輪以及復(fù)位彈簧，該復(fù)位彈簧的兩端分別與復(fù)位齒輪以及支架相連接，所述扇形齒輪與驅(qū)動電機相連接，所述復(fù)位齒輪以及開關(guān)齒輪分別樞置在支架上，且開關(guān)齒輪分別與復(fù)位齒輪以及扇形齒輪的齒牙相嚙合，兩齒輪傳動機構(gòu)的扇形齒輪同軸樞置且兩扇形齒輪的齒牙相背設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置，其特征在于所述扇形齒輪的圓心角范圍為 140° 至 220°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置，其特征在于所述扇形齒輪的頭齒為薄齒，開關(guān)齒輪與該扇形齒輪頭齒相對應(yīng)的位置設(shè)置薄齒，所述扇形齒輪的頭齒厚度為h，所述開關(guān)齒輪的薄齒與開關(guān)齒輪的其他齒牙的齒厚相差H，且H>h，同時開關(guān)齒輪的薄齒與扇形齒輪頭齒的軸向偏置位置相反，其中，所述薄齒定義為同一齒輪上厚度比其他齒牙薄、齒廓形狀與其它齒牙一致的齒。
專利摘要本實用新型公開了一種轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置，包括基座，基座上分別安裝有驅(qū)動電機以及兩個上下疊放在一起的開關(guān)本體，每一個開關(guān)本體皆分別與一齒輪傳動機構(gòu)連接，每一個齒輪傳動機構(gòu)皆分別包括固定安裝在開關(guān)本體上的支架、復(fù)位齒輪組件、開關(guān)齒輪以及扇形齒輪，復(fù)位齒輪組件包括復(fù)位齒輪以及復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的兩端分別與復(fù)位齒輪以及支架相連接，扇形齒輪與驅(qū)動電機相連接，開關(guān)齒輪分別與復(fù)位齒輪以及扇形齒輪的齒牙相嚙合，另兩齒輪傳動機構(gòu)的扇形齒輪同軸樞置且兩扇形齒輪的齒牙相背設(shè)置。因此本實用新型保證了齒輪嚙合乃至整個機械傳動的平穩(wěn)、可靠，從而保證了機械連鎖的可靠性。
文檔編號H01H3/40GK202145430SQ20112011757
公開日2012年2月15日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者丁曉輝, 周振忠, 管瑞良, 顧怡文 申請人:常熟開關(guān)制造有限公司(原常熟開關(guān)廠)