一種用于儲(chǔ)能裝置的離合機(jī)構(gòu)及其氣體絕緣斷路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于儲(chǔ)能裝置的離合機(jī)構(gòu)，包括一個(gè)加載齒輪、一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪、一個(gè)單向軸承、一個(gè)套筒以及一個(gè)包括齒輪部和離合部的齒輪軸。所述齒輪軸包括數(shù)個(gè)球體以及位于所述齒輪軸的空腔內(nèi)的一個(gè)推桿和一個(gè)彈性元件。所述推桿包括一個(gè)槽并可朝所述齒輪軸的軸向滑動(dòng)。所述驅(qū)動(dòng)齒輪固定有一個(gè)壓塊，所述壓塊可推動(dòng)所述推桿朝所述齒輪軸的軸向滑動(dòng)，進(jìn)而解鎖或鎖緊所述套筒和所述齒輪軸。本發(fā)明還涉及采用這種離合機(jī)構(gòu)的氣體絕緣斷路器。本發(fā)明離合機(jī)構(gòu)及其氣體絕緣斷路器以較低的成本實(shí)現(xiàn)了在儲(chǔ)能完成時(shí)動(dòng)力裝置與儲(chǔ)能裝置之間簡便且可靠的機(jī)械分離。
【專利說明】一種用于儲(chǔ)能裝置的離合機(jī)構(gòu)及其氣體絕緣斷路器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種離合機(jī)構(gòu)，特別是涉及一種用于儲(chǔ)能裝置的離合機(jī)構(gòu)。此外，本發(fā)明還涉及采用這種離合機(jī)構(gòu)的氣體絕緣斷路器。

【背景技術(shù)】
[0002]多種儲(chǔ)能裝置均須與離合機(jī)構(gòu)配合以積聚能量并在需要時(shí)釋放能量。這些儲(chǔ)能裝置例如可以是利用彈簧來積聚勢能，且當(dāng)能量積聚完成時(shí)使離合機(jī)構(gòu)處于解鎖狀態(tài)以釋放倉tfi。
[0003]多種現(xiàn)有用于高壓輸電的氣體絕緣斷路器均采用儲(chǔ)能裝置和與其配合的離合機(jī)構(gòu)，在鎖緊狀態(tài)下的離合機(jī)構(gòu)使得儲(chǔ)能裝置能夠積聚和儲(chǔ)存能量。當(dāng)離合機(jī)構(gòu)處于解鎖狀態(tài)下時(shí)，動(dòng)力裝置將與儲(chǔ)能裝置機(jī)械分離，進(jìn)而使儲(chǔ)能裝置中所積聚的能量得以釋放，從而將儲(chǔ)能裝置中所儲(chǔ)存的勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，進(jìn)而推動(dòng)氣體絕緣斷路器中的操動(dòng)機(jī)構(gòu)來斷開或閉合連接有氣體絕緣斷路器的電路。一種現(xiàn)有的離合機(jī)構(gòu)采用棘輪機(jī)構(gòu)的形式，其中棘輪與棘爪相互配合，在鎖緊狀態(tài)下棘輪隨著能量的積聚只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)，故所積聚的能量不會(huì)流失。當(dāng)儲(chǔ)能裝置完成能量積聚時(shí)，棘爪將與棘輪上的一圓弧面實(shí)現(xiàn)動(dòng)力裝置與儲(chǔ)能裝置的機(jī)械分離，從而釋放所積聚的能量。
[0004]韓國專利KR100841649B1公開了一種用于中壓配電的開關(guān)柜手車，其中為了能在手動(dòng)操作手車和電動(dòng)操作手車兩種不同模式間進(jìn)行切換，采用了一種離合機(jī)構(gòu)。該離合機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)齒輪、被動(dòng)齒輪和絲桿，其中切換單元可將被動(dòng)齒輪的扭矩傳遞到絲桿或者隔離被動(dòng)齒輪的扭矩向絲桿的傳遞。切換單元包括一個(gè)設(shè)在手柄插入口中的離合桿和設(shè)在球插入口中的離合球以及彈性部件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種用于儲(chǔ)能裝置的離合機(jī)構(gòu)，包括一個(gè)加載齒輪、一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪、一個(gè)單向軸承、一個(gè)套筒以及一個(gè)包括齒輪部和離合部的齒輪軸，其中所述加載齒輪通過所述單向軸承與所述套筒可單向轉(zhuǎn)動(dòng)地同軸連接，所述套筒與所述離合部可雙向轉(zhuǎn)動(dòng)地同軸連接，而所述驅(qū)動(dòng)齒輪與所述齒輪部外嚙合。所述齒輪軸包括數(shù)個(gè)球體以及位于所述齒輪軸的空腔內(nèi)的一個(gè)推桿和一個(gè)彈性元件，其中所述離合部具有與所述球體對(duì)應(yīng)的數(shù)個(gè)孔，所述球體位于所述孔中。所述推桿包括一個(gè)槽并可朝所述齒輪軸的軸向滑動(dòng)，其中所述彈性元件接合所述推桿的一端并擠壓所述推桿，所述槽的底部深度小于所述球體的直徑且所述槽的底部具有一個(gè)坡。所述驅(qū)動(dòng)齒輪固定有一個(gè)壓塊，所述壓塊可接觸所述推桿的另一端并推動(dòng)所述推桿朝所述齒輪軸的軸向滑動(dòng)，進(jìn)而解鎖或鎖緊所述套筒和所述齒輪軸。本發(fā)明離合機(jī)構(gòu)以較低的成本實(shí)現(xiàn)了在儲(chǔ)能完成時(shí)動(dòng)力裝置與儲(chǔ)能裝置之間簡便且可靠的機(jī)械分離。
[0006]依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述坡朝所述彈性元件所施加的擠壓力的方向由淺及深，當(dāng)所述壓塊推動(dòng)所述推桿時(shí)，所述球體沿所述坡落入所述槽的底部。
[0007]依據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述坡朝所述彈性元件所施加的擠壓力的方向由深及淺，當(dāng)所述壓塊推動(dòng)所述推桿時(shí)，所述球體沿所述坡離開所述槽的底部。
[0008]依據(jù)本發(fā)明的再一方面，所述套筒通過滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承與所述離合部可雙向轉(zhuǎn)動(dòng)地同軸連接。
[0009]依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述彈性元件為一彈簧。
[0010]依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述坡為弧形?；⌒蔚钠掠兄趯?shí)現(xiàn)離合機(jī)構(gòu)的快速鎖緊或解鎖。
[0011]依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述壓塊包括一可與所述推桿接觸的斜面。斜面有利于壓塊推桿的順暢接觸。
[0012]依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述槽的底部深度小于或等于所述球體的半徑。槽的底部深度小于或等于球體的半徑有利于防止球體卡在槽內(nèi)。
[0013]依據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述推桿包括兩道所述槽，且每兩道所述槽的間距大于或等于所述球體的直徑。
[0014]本發(fā)明還提供一種氣體絕緣斷路器，包括動(dòng)力裝置、操動(dòng)裝置、儲(chǔ)能裝置以及上述任一權(quán)利要求所述的離合機(jī)構(gòu)，其中所述加載齒輪與動(dòng)力裝置連接，所述驅(qū)動(dòng)齒輪與儲(chǔ)能裝置連接，而所述齒輪軸與操動(dòng)裝置連接。本發(fā)明的氣體絕緣斷路器因采用上述離合機(jī)構(gòu)而以較低的成本實(shí)現(xiàn)了在儲(chǔ)能完成時(shí)動(dòng)力裝置與儲(chǔ)能裝置之間簡便且可靠的機(jī)械分離。
[0015]下文將以明確易懂的方式，結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，
[0017]圖1示意性地展示了儲(chǔ)能裝置釋放之后本發(fā)明離合機(jī)構(gòu)的立體圖；
[0018]圖2示意性地展示了儲(chǔ)能裝置釋放瞬間本發(fā)明離合機(jī)構(gòu)的立體圖；
[0019]圖3示意性地展示了相互連接的加載齒輪和齒輪軸的立體圖；
[0020]圖4示意性地展示了圖3的加載齒輪和齒輪軸處于圖1的鎖緊狀態(tài)下的軸向剖面圖；
[0021]圖5示意性地展示了圖3的加載齒輪和齒輪軸處于圖2的解鎖狀態(tài)下的軸向剖面圖；
[0022]圖6示意性地展示了圖3的齒輪軸、推桿和襯套的立體圖；
[0023]圖7示意性地展示了圖4狀態(tài)下推桿、齒輪軸和軸套的徑向剖面圖；
[0024]圖8示意性地展示了圖5狀態(tài)下推桿、齒輪軸和軸套的徑向剖面圖；
[0025]圖9示意性地展示了帶有斜面的壓塊。
[0026]主要裝置符號(hào)說明
[0027]21 推桿25 加載齒輪
[0028]22 驅(qū)動(dòng)齒輪26 壓塊
[0029]23 單向軸承261 斜面
[0030]24 齒輪軸27 球體
[0031]241齒輪部28 套筒
[0032]242離合部29 彈性元件

【具體實(shí)施方式】
[0033]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。在圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同或結(jié)構(gòu)相似但功能相同的部件，且其中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地描繪了其中的一個(gè)，或僅標(biāo)出了其中的一個(gè)。為使圖面簡潔，圖中只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。本文中“連接”表示直接的“連接”，或是經(jīng)由第三者的“連接”。
[0034]如圖1所示，一種用于儲(chǔ)能裝置的離合機(jī)構(gòu)包括一個(gè)加載齒輪25、一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪22、一個(gè)單向軸承23、一個(gè)套筒28以及一個(gè)包括齒輪部241和離合部242 (如圖6所示)的齒輪軸24，其中加載齒輪25通過單向軸承23與套筒28可單向轉(zhuǎn)動(dòng)地同軸連接，而套筒28與離合部242可雙向轉(zhuǎn)動(dòng)地同軸連接。驅(qū)動(dòng)齒輪22與齒輪部241外嚙合。齒輪軸24包括數(shù)個(gè)球體27以及位于齒輪軸24的空腔內(nèi)的一個(gè)推桿21和一個(gè)彈性元件29，其中離合部242具有與球體27對(duì)應(yīng)的數(shù)個(gè)孔，而球體27位于孔(如圖6所示)中。
[0035]推桿21包括一個(gè)槽并可朝齒輪軸24的軸向滑動(dòng)，其中彈性元件29接合推桿21的一端并擠壓推桿21。槽的底部深度小于球體27的直徑且槽的底部具有一個(gè)朝彈性元件29所施加的擠壓力方向由淺及深的坡。驅(qū)動(dòng)齒輪22固定有一個(gè)壓塊26，而壓塊26可接觸推桿21的另一端并推動(dòng)推桿21朝齒輪軸24的軸向滑動(dòng)。當(dāng)壓塊26推動(dòng)推桿21時(shí)，球體27沿坡落入槽的底部，進(jìn)而解鎖套筒28和齒輪軸24。
[0036]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在一種未示出的實(shí)施方式中，坡也可設(shè)置為朝彈性元件29所施加的擠壓力的方向由深及淺。當(dāng)壓塊26推動(dòng)推桿21時(shí)，球體27沿坡離開槽的底部，進(jìn)而鎖緊套筒28和齒輪軸24，而當(dāng)壓塊26釋放推桿21時(shí)，球體27沿坡落入槽的底部，進(jìn)而解鎖套筒28和齒輪軸24。在這種實(shí)施方式中，壓塊的形狀也要相應(yīng)地變化,例如為一個(gè)具有缺口的環(huán)形，而缺口的大小可與圖示實(shí)施方式中壓塊26的大小相當(dāng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，驅(qū)動(dòng)齒輪22與齒輪部241的傳動(dòng)比可根據(jù)動(dòng)力裝置、操動(dòng)裝置和儲(chǔ)能裝置的各種實(shí)際參數(shù)相應(yīng)地進(jìn)行選擇。
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，雖然在圖1至8中套筒28通過滾動(dòng)軸承與離合部242可雙向轉(zhuǎn)動(dòng)地同軸連接，但是套筒28也可以通過滑動(dòng)軸承或者不通過軸承直接連接。圖示的加載齒輪25通過單向軸承23與一個(gè)套筒28可單向轉(zhuǎn)動(dòng)地同軸連接。彈性元件29優(yōu)選為一彈簧，但也可為其他能夠接合并擠壓推桿21的元件(如圖4和5所示)。槽的坡優(yōu)選為弧形，可以是凸起的弧形或者是凹下的弧形，也可以為不具有弧度的坡。
[0038]如圖9所示，壓塊26包括一可與推桿21接觸的斜面261。推桿21上槽的底部深度小于或等于球體27的半徑有利于防止球體27卡在槽內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，雖然在圖1至6中推桿21包括兩道槽，但也可以具有一道槽或者多于兩道的槽。每兩道槽的間距大于或等于球體27的直徑，但也可以小于球體27的直徑，只要推桿21在每兩道槽之間的部分具有足夠的強(qiáng)度來支撐球體且相鄰兩道槽中的球體互不干涉。
[0039]根據(jù)未示出的一種實(shí)施方式，本發(fā)明的氣體絕緣斷路器包括動(dòng)力裝置、操動(dòng)裝置、儲(chǔ)能裝置以及上述離合機(jī)構(gòu)，其中加載齒輪25與動(dòng)力裝置連接，驅(qū)動(dòng)齒輪22與儲(chǔ)能裝置連接，而齒輪軸24與操作裝置連接。當(dāng)儲(chǔ)能裝置釋放之后離合機(jī)構(gòu)處于圖1、圖4和圖7所示位置，彈性元件29接合推桿21的一端并擠壓推桿21，推桿21如圖4所示抵靠在齒輪軸24的空腔的內(nèi)壁上，且球體27如圖7所示同時(shí)接觸套筒28的內(nèi)側(cè)和推桿21的外側(cè)，從而將套筒28和齒輪軸24鎖緊，使得二者無法相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)，使用例如電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源來轉(zhuǎn)動(dòng)加載齒輪25將帶動(dòng)齒輪軸24同步轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為與驅(qū)動(dòng)齒輪22連接的儲(chǔ)能裝置內(nèi)的勢能，其中單向軸承23保證了儲(chǔ)存的能量在加載過程中不會(huì)被釋放。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪22因與齒輪部241嚙合也將同步轉(zhuǎn)動(dòng)，而壓塊26由于固定在驅(qū)動(dòng)齒輪22上也將同步轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)儲(chǔ)存能量完成時(shí)，壓塊26轉(zhuǎn)動(dòng)到圖2、圖5和圖8所示位置時(shí)，斜面261將推動(dòng)推桿21，推桿21如圖5所示擠壓彈性元件29使球體27落入推桿21上的槽內(nèi)，從而使得球體27如圖8所示脫離與套筒28的接觸，進(jìn)而使儲(chǔ)能裝置能夠與加載齒輪25實(shí)現(xiàn)機(jī)械分離。此時(shí)，儲(chǔ)存的能量可以進(jìn)行釋放操作。在能量釋放過程中，驅(qū)動(dòng)齒輪22與壓塊26同步轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪22將帶動(dòng)齒輪軸24轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)固定在驅(qū)動(dòng)齒輪22上的壓塊26轉(zhuǎn)過適當(dāng)角度，壓塊26將離開推桿21，此時(shí)推桿21在彈性元件29、球體27以及套筒28的共同作用下在適當(dāng)位置復(fù)位。復(fù)位后，齒輪軸24繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)單向軸承23同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，直到整個(gè)能量釋放完成，并最終促使操動(dòng)裝置閉合電路。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，壓塊26固定在驅(qū)動(dòng)齒輪22上的位置及其尺寸可根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)的需要進(jìn)行選擇。
[0040]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個(gè)實(shí)施方式描述的，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
[0041]在本文中，“示意性”表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”，不應(yīng)將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實(shí)施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)方案。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于儲(chǔ)能裝置的離合機(jī)構(gòu)，包括一個(gè)加載齒輪(25)、一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪(22)、一個(gè)單向軸承(23)、一個(gè)套筒(28)以及一個(gè)包括齒輪部(241)和離合部(242)的齒輪軸(24)，其中所述加載齒輪(25)通過所述單向軸承(23)與所述套筒(28)可單向轉(zhuǎn)動(dòng)地同軸連接，所述套筒(28 )與所述離合部(242 )可雙向轉(zhuǎn)動(dòng)地同軸連接，而所述驅(qū)動(dòng)齒輪(22 )與所述齒輪部(241)外嚙合； 所述齒輪軸(24)包括數(shù)個(gè)球體(27)以及位于所述齒輪軸(24)的空腔內(nèi)的一個(gè)推桿(21)和一個(gè)彈性元件(29)，其中所述離合部(242)具有與所述球體(27)對(duì)應(yīng)的數(shù)個(gè)孔，所述球體(27)位于所述孔中； 所述推桿(21)包括一個(gè)槽并可朝所述齒輪軸(24)的軸向滑動(dòng)，其中所述彈性元件(29)接合所述推桿(21)的一端并擠壓所述推桿(21)，所述槽的底部深度小于所述球體(27)的直徑且所述槽的底部具有一個(gè)坡； 所述驅(qū)動(dòng)齒輪(22)固定有一個(gè)壓塊(26)，所述壓塊(26)可接觸所述推桿(21)的另一端并推動(dòng)所述推桿(21)朝所述齒輪軸(24)的軸向滑動(dòng)，進(jìn)而解鎖或鎖緊所述套筒(28)和所述齒輪軸(24)。
2.如權(quán)利要求1所述的離合機(jī)構(gòu)，其中所述坡朝所述彈性元件(29)所施加的擠壓力的方向由淺及深，當(dāng)所述壓塊(26 )推動(dòng)所述推桿(21)時(shí)，所述球體(27 )沿所述坡落入所述槽的底部。
3.如權(quán)利要求1所述的離合機(jī)構(gòu)，其中所述坡朝所述彈性元件(29)所施加的擠壓力的方向由深及淺，當(dāng)所述壓塊(26)推動(dòng)所述推桿(21)時(shí)，所述球體(27)沿所述坡離開所述槽的底部。
4.如權(quán)利要求2或3所述的離合機(jī)構(gòu)，其中所述套筒(28)通過滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承與所述離合部(242 )可雙向轉(zhuǎn)動(dòng)地同軸連接。
5.如權(quán)利要求4所述的離合機(jī)構(gòu)，其中所述彈性元件(29)為一彈簧。
6.如權(quán)利要求4所述的離合機(jī)構(gòu)，其中所述坡為弧形。
7.如權(quán)利要求4所述的離合機(jī)構(gòu)，其中所述壓塊(26)包括一可與所述推桿(21)接觸的斜面(261)。
8.如權(quán)利要求4所述的離合機(jī)構(gòu)，其中所述槽的底部深度小于或等于所述球體(27)的半徑。
9.如權(quán)利要求1所述的離合機(jī)構(gòu)，其中所述推桿(21)包括兩道所述槽，且每兩道所述槽的間距大于或等于所述球體(27)的直徑。
10.一種氣體絕緣斷路器，包括動(dòng)力裝置、操動(dòng)裝置、儲(chǔ)能裝置以及上述任一權(quán)利要求所述的離合機(jī)構(gòu)，其中所述加載齒輪(25)與動(dòng)力裝置連接，所述驅(qū)動(dòng)齒輪(22)與儲(chǔ)能裝置連接，而所述齒輪軸(24)與操動(dòng)裝置連接。
【文檔編號(hào)】H01H33/40GK104134568SQ201310160896
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月3日
【發(fā)明者】黃國強(qiáng), 陶遠(yuǎn)明, 紀(jì)存棟 申請人:西門子公司