本發(fā)明涉及一種用于電開關設備、尤其是真空開關管的耦接機構。

背景技術：

電開關設備在低壓范圍、中壓范圍和高壓范圍內用于斷開和閉合電開關接觸部。在此經常使用真空開關管，其中電開關接觸部布置在真空中，由此實現高的介電強度。值得期望的是，電開關設備簡單且緊湊地構建。然而，用于運動電開關設備中的開關接觸部的復雜的運動學特性（kinematik）與該目標有沖突。

由現有技術公知了不同的變型方案：電開關裝置和尤其是真空開關管中的開關接觸部如何能夠被操作。例如，在ep2312606b1中描述了在和管相同的殼體中使用磁驅動器。而更老的系統（例如abb系統vm1）經常具有驅動器和真空開關管之間的杠桿傳動，而更新的文獻，像例如cn201788887u或cn202159623u則提出了直接驅動，也就是說提出了執(zhí)行器和真空開關管之間的直接的和因此緊湊的連接。

類似的布置在所謂的“自動開關”中得到，真空開關管在那里同樣通過直接驅動借助磁驅動器來驅動（例如參見ep0580285a2或還有cn2350863y）。

最后在de10238950b4中描述了一種布置，其匯集真空開關管和驅動器，從而使驅動器沒有安置在開關管的真空區(qū)域中。此外在那里描述的是，驅動器保持在中壓的電勢上，由此能夠放棄驅動器和開關管之間的電絕緣。

技術實現要素：

本發(fā)明的任務在于，提供一種用于電開關設備的耦接機構，利用該耦接機構能夠簡單且靈活地將開關設備的驅動器的旋轉運動轉變?yōu)殚_關接觸部的線性運動。

該任務利用具有在權利要求1中說明的特征的耦接機構解決。本發(fā)明的優(yōu)選的改進方案在附屬的從屬權利要求、隨后的說明以及附圖中得到說明。

根據本發(fā)明的耦接機構設置用于電開關設備，電開關設備在優(yōu)選的變型方案中是真空開關管。然而，耦接機構也能夠安裝在低壓范圍、中壓范圍或高壓范圍內的其它的電開關設備中。耦接機構包括用于斷開和閉合與第二開關接觸部的電接觸的第一開關接觸部。

在根據本發(fā)明的耦接機構中設置了長形的纏繞體，所述纏繞體帶有兩個沿其縱軸線的縱向方向相反的端部，其中在一個端部上布置有第一開關接觸部。耦接機構此外包括旋轉體，纏繞體延伸穿過旋轉體，并且旋轉體設置用于與驅動器耦接，以便借助驅動器實施旋轉運動。旋轉體包括兩個側面，其中一個側面面對纏繞體的一個端部，并且另一側面面對纏繞體的另一端部。旋轉體能夠轉動地支承在纏繞體上，并且纏繞體線性地引導，從而使纏繞體繞其縱軸線是不能轉動的，然而能夠沿其縱向方向相對于旋轉體移動。

在根據本發(fā)明的纏繞體中，在旋轉體的一個或兩個側面上，在旋轉體和纏繞體之間以下述方式分別布置或張緊有一定數量的柔性的線（也就是至少一個線）和尤其是多個線：使得通過旋轉體的相反的旋轉運動引起一個或多個線在纏繞體上纏繞和展開，并且由此纏繞體在其縱向方向上相對于旋轉體運動，用以斷開和閉合第一開關接觸部和第二開關接觸部的電接觸。

根據本發(fā)明的耦接機構以簡單和有效的方式將通過驅動器引起的旋轉運動轉換為開關接觸部的斷開運動或閉合運動。通過纏繞體的適當的形狀設計能夠靈活地使第一開關接觸部的運動的運動學特性適配于期望的情況，線在纏繞體上纏繞或展開。

在優(yōu)選的變型方案中，旋轉體是盤形的物體，所述物體的兩個側面是圓形的，其中纏繞體優(yōu)選延伸穿過盤形的物體的中心。由此實現耦接機構的緊湊的結構。盤形的物體在本發(fā)明的實施方式中包括單個盤，然而必要時也能夠包含多個盤，所述多個盤沿纏繞體的縱向方向并排布置，并且必要時相互間隔開地布置。

在根據本發(fā)明的耦接機構的另外的特別優(yōu)選的變型方案中，針對旋轉體的一個或兩個側面，布置在各自的側面上的一個或多個線分別利用一個端部緊固在旋轉體上并且尤其是緊固在旋轉體的邊緣上，并且利用另一端部緊固在纏繞體上，其中在纏繞體上的緊固優(yōu)選設置在纏繞體的端部上，該端部面對旋轉體的各自的側面。根據該變型方案，實現將旋轉體的旋轉運動有效地轉變?yōu)槔p繞體的線性運動。如果一定數量的線僅設置在一個側面上，那么各自的側面這個概念在此和在下面也包括僅單個側面。

在根據本發(fā)明的耦接機構的另外的設計方案中，針對旋轉體的一個或兩個側面，布置在各自的側面上的線在朝旋轉體的各自的側面的俯視圖中圍繞纏繞體對稱地定位。由此實現將旋轉運動均勻地轉換為升降運動。對稱地意味著的是，在相鄰的線之間的角度在朝各自的側面的俯視圖中是一樣大的。

在另外的變型方案中，針對旋轉體的一個或兩個側面，布置在各自的側面上的線包括一對或多對線，其中各自對的線在朝旋轉體的各自的側面的俯視圖中圍繞纏繞體的縱軸線錯開180o。由此實現耦接機構的簡單的結構。

在另外的特別優(yōu)選的實施方式中，在旋轉體的兩個側面上以下述方式布置有線：使得在旋轉體沿一個方向旋轉運動時，在一個側面上的線纏繞，并且在另一側面上的線展開；并且在旋轉體沿另一方向旋轉運動時，在一個側面上的線展開，并且在另一側面上的線纏繞。由此以簡單的方式實現不僅用于斷開而且用于閉合開關接觸部的運動學特性。

纏繞體能夠根據對耦接機構的要求不同地構設。纏繞體通常具有圓形的橫截面。纏繞體能夠例如是具有恒定的圓形的橫截面的柱形棒，由此實現第一開關接觸部的運動的恒定的速度。然而，圓形的橫截面的直徑沿纏繞體的縱向方向不必是恒定的。

為了改變第一開關接觸部的運動的運動學特性，纏繞體在本發(fā)明的另外的變型方案中在旋轉體的一個側面或兩個側面上分別以下述方式成形：使得纏繞體的厚度和尤其是其必要時圓形的橫截面的直徑沿其縱向方向（至少區(qū)段式地）改變，并且尤其是連續(xù)增加或減小。

在現在描述的實施方式的設計方案中，在旋轉體的下述側面上的纏繞體的厚度沿纏繞體的縱向方向朝端部增加，所述側面面對帶有第一開關接觸部的纏繞體的端部，所述第一開關接觸部布置在纏繞體的端部上。由此實現遞增的傳動過程（übersetzungsverlauf），其中第一開關接觸部在與第二開關接觸部的間距更小的情況下更快地運動，從而電接觸更快地斷開和閉合。利用該變型方案能夠避免在第一和第二開關接觸部之間的電擊穿。在該變型方案中優(yōu)選地，在旋轉體的另一側面上的纏繞體的厚度沿纏繞體的縱向方向朝纏繞體的另一端部減小。在一個側面上的纏繞體的形狀尤其是相應于在另一側面上的纏繞體的形狀。由此實現在旋轉體的兩個側面上的線的均勻纏繞和展開并且因此避免線的松弛。

在另一變型方案中，在旋轉體的下述側面上的纏繞體的厚度沿纏繞體的縱向方向朝端部減小，所述側面面對帶有第一開關接觸部的纏繞體的端部，所述第一開關接觸部布置在纏繞體的端部上。由此實現遞減的傳動過程，其中在第一開關接觸部和第二開關接觸部之間的間距更小的情況下，第一開關接觸部的運動變慢。在該實施方式中優(yōu)選地，在旋轉體的另一側面上的纏繞體的厚度沿纏繞體的縱向方向朝纏繞體的另一端部增加。在一個側面上的纏繞體的形狀尤其是相應于在另一側面上的纏繞體的形狀。由此也實現在兩個側面上的線的均勻纏繞和展開并且因此對線的松弛起反作用。

在根據本發(fā)明的耦接機構的一個實施方式中，在纏繞體的一個端部上的第一開關接觸部直接與纏繞體連接。然而，連接也能夠間接地通過位于它們之間的彈性元件來實現，由此在接觸閉合時存儲動能。

在根據本發(fā)明的耦接機構的另一變型方案中，在旋轉體的一個側面或兩個側面上的線的至少一部分包含彈性元件。相應的線必要時同樣能夠彈性地構設。利用該變型方案得到線的預緊，并且因此對在纏繞體的對置的側面上的纏繞速度的差異起反作用。

除了根據本發(fā)明的耦接機構以外，本發(fā)明還涉及一種電開關設備、尤其是真空開關管，在電開關設備中，第一開關接觸部和第二開關接觸部的電接觸能夠被斷開和閉合，其中開關設備包括根據本發(fā)明的耦接機構或根據本發(fā)明的耦接機構的一個或多個優(yōu)選的變型方案，用以斷開和閉合電接觸。

附圖說明

本發(fā)明的實施例隨后借助附圖詳細描述。附圖中：

圖1至圖3示出了根據本發(fā)明的耦接機構在其運動的不同的時間點中的實施方式的示意圖；

圖4至圖7示出了根據本發(fā)明的耦接機構的不同的變型方案。

具體實施方式

本發(fā)明隨后借助耦接機構闡述，所述耦接機構用于斷開和閉合真空開關管中的開關接觸部。然而，根據本發(fā)明的耦接機構也能夠在其它的開關設備中用于斷開和閉合電接觸。

圖1至圖3示出了根據本發(fā)明的耦接機構10的第一變型方案。利用耦接機構操作接觸系統，接觸系統由盤形的開關接觸部1和2構成，其中為此，開關接觸部1相對于開關接觸部2運動。在接觸兩個開關接觸部1和2的情況下，電流回路閉合，并且電流流動通過在下面進一步闡述的導電的纏繞體3和開關接觸部1和2的接觸系統引起。該電流流動能夠通過接觸系統的經由兩個開關接觸部1和2的運動分開導致的斷開而又被中斷。

開關接觸部1緊固在纏繞體3的下端部301上，纏繞體隨后也被稱為纏繞棒。纏繞體3能夠線性移動地沿其縱軸線引導并且不能夠扭轉。旋轉體4能夠轉動地支承在纏繞體上，也就是說，旋轉體能夠在纏繞體上旋轉。旋轉體包括兩個彼此間隔開的盤401和402，在所述盤之間存在環(huán)形的軸承403，通過軸承將旋轉體4支承在纏繞棒3上。纏繞體3通過在盤401和402的中心的相應的孔延伸穿過軸承403。

圖1的耦接機構的特征在于，將旋轉體4的旋轉運動在使用柔性的線6和6'的情況下轉換為開關接觸部1的線性運動，所述旋轉運動借助未示出的驅動器（例如彈簧或外部馬達）產生。在此，在盤402的上側面405上設置有兩個對置的柔性的線6，所述線相互錯開180o地在一個端部上與盤402的邊緣連接，并且在另一端部上與纏繞棒3的上端部302連接。類似地，在盤401的下側面404上設置有兩個柔性的線6'，所述線又相互錯開180o，并且其中一個端部緊固在盤401的邊緣上，并且另一端部緊固在纏繞棒3的下端部301上。

通過旋轉體4的利用驅動器引起的旋轉運動來引起線6和6'在纏繞棒3上的纏繞或展開，這基于纏繞棒的線性引導而導致纏繞棒沿縱向方向運動，并且因此導致斷開或閉合開關接觸部1和2。在圖1中示出如下狀態(tài)，在該狀態(tài)中，兩個開關接觸部1和2位于中斷位置中。在該狀態(tài)下，兩個線6'纏繞在纏繞體3的下部分上，從而線的自由長度被縮短，并且開關接觸部1布置在帶有與開關接觸部2的最大間距的上方的位置中。同時，在旋轉體4的上側面405上的柔性的線6處于展開狀態(tài)中。

如果現在從中斷位置過渡到兩個開關接觸部1和2的接觸位置中，那么通過驅動器引起旋轉體沿通過箭頭r示出的方向（參見圖2）的旋轉運動。這導致如下結果：線6'展開，線6相反地纏繞起來。這導致向下作用到纏繞棒3上的力，從而接觸部1靠近接觸部2，像從圖2看到的那樣。在圖3的圖示中，旋轉體的旋轉現在持續(xù)到使得到達接觸位置，在接觸位置中引起兩個開關接觸部1和2之間的接觸閉合。

從根據圖3的閉合接觸出發(fā)，該閉合接觸能夠通過旋轉體的與示出的方向r相反的轉動而又被斷開，其中線6'于是又纏繞在纏繞體上，線6相反地從纏繞體展開，這導致向上取向的力。最后又達到根據圖1的中斷位置。在優(yōu)選的變型方案中，耦接機構能夠通過適當的鎖止機構（能夠拆卸地）不僅鎖定在接觸位置而且鎖定在中斷位置中。

線的在圖1至圖3的實施方式中示出的布置能夠根據要求改變。當例如待傳遞的力超過僅兩個線的允許的牽引負荷時，尤其能夠在旋轉體的每個側面上必要時也設置多于兩個線。線不僅在旋轉體的上方而且在下方的對稱布置是有意義的，例如在圖1至圖3的實施方式中也是這樣的情況，這是因為由此能夠不僅沿向上方向而且沿向下方向適當地傳遞力。

然而，線必要時也能夠僅設置在旋轉體4的一個側面上，以便僅能夠實現沿一個方向施加力，例如這是因為沿另一方向，重力足夠用于使纏繞棒運動。如果例如從如下出發(fā)：在圖1至圖3中從上向下的豎直方向相應于重力的方向，那么能夠必要時僅設置線6'，該線從圖3的狀態(tài)出發(fā)在與方向r相反地轉動的情況下引起接觸的斷開，相反地，接觸的閉合純粹通過重力引起。

圖4至圖7示出了根據本發(fā)明的耦接機構的變型方案。相同或彼此相應的構件用和圖1至圖3的實施方式中的附圖標記相同的附圖標記來表示。來自圖4至圖7的耦接機構的結構和功能原理盡可能相應于來自圖1至圖3的耦接機構，從而來自圖4至圖7的耦接機構不再得到詳細描述，而是僅闡述該耦接機構與來自圖1至圖3的耦接機構的不同。

根據圖4的耦接機構基本上相應于來自圖1至圖3的耦接機構，其中相對薄的纏繞棒用作纏繞體3，這又導致如下結果：當旋轉體4每轉一圈時，更少的線被展開或纏繞，并且由此引起纏繞體的更慢的運動，并且由此引起接觸部1和2的更慢的斷開或閉合。

與圖4不同地，來自圖5的耦接機構的纏繞體構設為具有明顯更大的厚度的柱形棒。這導致如下結果：在旋轉體4轉動時，在每次纏繞時更多的線被纏繞或展開，并且由此實現接觸部1和2的更快的相對運動，并且因此實現更快的斷開過程或閉合過程。

圖6示出了纏繞體3的一個形狀，其中纏繞體在旋轉體4的側面404上的下部分瓶頸形地構設有朝開關接觸部1逐漸減小的直徑。由此實現遞減的傳動過程，也就是說，纏繞體3向下的線性運動持續(xù)得越遠，那么運動越慢。由此能夠實現開關接觸部1柔和地放到開關接觸部2上。

與圖6不同地，來自圖7的纏繞體3的下部分沿相反的方向成形為瓶頸，也就是說，纏繞體的直徑從旋轉體4的側面404朝開關接觸部1增加。利用該變型方案實現遞增的傳動過程，其中在閉合開關接觸部1和2之前，開關接觸部1的運動的明顯加速基于線6'的更快的展開而實現。當開關接觸部1緩慢地從中斷位置運動離開是優(yōu)選的，但同時在開關接觸部幾乎閉合的情況下的閉合速度應該得到提高時，該實施方式于是得到使用，例如以便避免電擊穿。本發(fā)明的該變型方案非常好地適用于使用在真空開關管中的開關接觸部中。

此外，在圖6和圖7的變型方案中，在上方的線6中引入彈簧元件5。該彈簧元件必要時也能夠附加地設置在線6'中。借助彈簧元件，線的預緊能夠得到精確的調節(jié)。在纏繞體的對置的側面上的線6和6'的纏繞速度中的可能的差異能夠通過彈簧元件承受，并且僅導致稍微改變線的預緊。此外，彈簧元件能夠以如下方式設計：使得彈簧元件具有相對寬的彈簧撓度（einfederungsweg），并且由此也在長的運行時間上穩(wěn)定地保持預緊。必要時也能夠代替彈簧元件而將線本身彈性地構設。

在圖6和圖7的實施方式中，纏繞體的上部分此外柱形地構造。在圖6和圖7的修改的實施方式中，纏繞體的上部分和下部分一樣地構造。換言之，在圖6和圖7的實施方式中，纏繞體的上部分（除了在接觸閉合的情況下伸入到軸承403中的部分）和下部分一樣地瓶頸形地構造，其中圖6中的瓶頸的厚度朝纏繞體的上端部302增加，并且圖7中的瓶頸的厚度朝纏繞體的上端部302減小。

由此避免在纏繞或展開時線的松弛。例如實現的是，在線更慢地纏繞在纏繞體的上部分上的情況下，在纏繞體的下部分上的相應的線也更慢地展開并且因此沒有松弛。相反地，利用現在描述的變型方案避免了，與在纏繞體的下部分上的相應的線展開相比，在纏繞體的上部分上的線更快地纏繞，這會導致對運動學特性的限制。

在本發(fā)明的另外的（未示出的）變型方案中，纏繞體的更復雜的形狀也是可能的，以便得到對傳動動態(tài)的進一步的適配，例如用于適配于非常特定的電開關接觸物理或電弧物理。

本發(fā)明的之前描述的實施方式具有一系列優(yōu)點。通過經由將線在纏繞體上纏繞或展開來將旋轉運動轉換為線性運動這種方式，期望的杠桿比能夠以簡單的方式確定，并且順利地通過纏繞體的形狀在很寬的范圍內受到影響。特別地能夠使用纏繞體的遞增和遞減的形狀，以便適宜地影響開關接觸部的最終位置中的速度。在優(yōu)選的變型方案中，所使用的線此外構設有彈簧元件或彈性地構設，由此實現線的穩(wěn)定的和持續(xù)的預緊，并且纏繞體的上部分和下部分之間的可能的運行差異得到補償。