CN114458744A - 开关单元的带有可移除安全元件的控制齿轮马达组件 - Google Patents

Abstract

齿轮马达组件(2)，包括马达(4)和齿轮(6)，齿轮(6)包括输入端(12)、输出端(14)、带有驱动件(18)和用于操纵驱动件(18)的促动件(20)的运动链、促动件(20)联接到其上的支撑件(16a、16b)，以及安全元件(22)，驱动件(18)形成该安全元件的一部分，并且该安全元件可以从运动链移除，安全元件(22)能够从插入状态(在该状态下，安全元件结合到运动链中)被变为移除状态(在该状态下，运动链被中断)。当安全元件(22)被插入时，其驱动件(18)与联接到支撑件(16a、16b)的促动件(20)接合，并且当安全元件(22)被移除时，其驱动件(18)与联接到支撑件的促动件(20)分开。

Description

开关单元的带有可移除安全元件的控制齿轮马达组件

技术领域

本发明涉及一种用于中压或高压电气开关设备的开关单元的电动切换的齿轮马达组件，该齿轮马达组件包括马达和与该马达接合的齿轮，该齿轮包括以下元件：

-输入端，能够从马达接收第一驱动力；

-输出端，能够将第二驱动力传递到开关单元的开关装置；

-运动链，其将输入端联接到输出端，并且能够将第一驱动力转换成第二驱动力，该运动链包括位于齿轮的输出端处的以下元件：

驱动件，能够在闭合位置与断开位置之间移置，以因此驱动开关装置；以及

促动件，用于在驱动件的闭合与断开位置之间操纵驱动件；

-支撑件，其支承运动链，促动件联接到该支撑件；以及

-安全元件，驱动件形成该安全元件的一部分，并且该安全元件可以从运动链移除，该安全元件能够从插入状态(在该状态下，安全元件结合到运动链中)被变为移除状态(在该状态下，运动链被中断)。

背景技术

这种齿轮马达组件从文件FR 2 904 470A1中已知。在该文件的附图中，齿轮马达组件由附图标记49标识。

在该已知的解决方案中，通过从齿轮马达49移除安全元件50，即曲柄手柄小齿轮，在开始与齿轮马达49相关联的电气开关设备的维护操作之前，可以有效地保护操作者免受开关的任何不合时宜的电动切换。

然而，已经发现曲柄手柄小齿轮50的移除和替换需要一些注意。此外，曲柄手柄小齿轮50在插入位置上受到机械强度不足的影响。

发明内容

因此，本公开的目标是改善从文件FR 2 904 470A1已知的齿轮马达组件，并且尤其辅助安全元件的配合，并且确保运动链的所有部件有较好的机械强度。

根据本公开，该目标用说明书第一段中限定的齿轮马达组件来实现，其特征在于，当安全元件被插入时，其驱动件与联接到支撑件的促动件接合，并且在于，当安全元件被移除时，其驱动件从联接到支撑件的促动件分开。

根据本公开，该促动件因此从驱动件，并且从安全元件分离。促动件不再形成为安全元件的一部分。它现在永久地联接到齿轮的支撑件。借助这种耐用的联接，提升了促动件的机械强度。此外，由于可移除的安全元件具有不超过一个的驱动件，该驱动件仅需要被抓住并插入合适的开口，所以有助于配合。

可以可选地实现以下段落中列出的特征。它们可以彼此独立地或彼此组合地实现：

-促动件是带齿轮，优选地设置有带齿部段；

-驱动件采用曲柄手柄的形式，优选地带有联接到中心毂的偏心销；

-驱动件和促动件每个都设置有允许它们接合的互补的联接元件；

-支撑件包括轴，促动件安装在该轴上以旋转；

-当安全元件被插入时，驱动件安装在支撑件的轴上，与促动件接合；

-支撑件是容纳运动链的外壳；

-支撑件设置有榫，用于将齿轮马达组件连接到开关单元的开关装置；

-连接榫位于轴的延长部中；

-支撑件设置有孔，用于将齿轮马达组件连接到开关单元的开关装置；

-连接孔形成于轴中；

-促动件是通过增材制造或通过压制和烧结生产的零件。

本公开还涉及一种机电组件，其包括开关单元、开关单元的开关装置以及用于促动开关装置的齿轮马达组件，齿轮马达组件是如上限定的组件。

在本公开中，术语“中压”和“高压”以其通常接受的意义使用，即术语“中压”是指交流电中大于1000伏，直流电中大于1500伏，但交流电不超过52000伏，直流电不超过75000伏的电压，而术语“高压”是指交流电严格大于52000伏和直流电严格大于75000伏的电压。

附图说明

在阅读以下详细描述并分析附图之后，其他特征、细节和优势将变得显而易见，其中：

图1是根据本公开的齿轮马达的透视正视图。

图2是图1的齿轮马达的透视后视图。

图3是图1和图2的齿轮马达处于安装在开关装置上的状态下的局部剖视图。

图4是图1和图2的齿轮马达的齿轮马达外壳的底部零件的透视图。

图5是图1和图2的齿轮马达在移除了安全元件的情况下的细节视图。

图6是图1和图2的齿轮马达的安全元件的透视图。

图7是形成图1和图2的齿轮马达的促动件的带齿轮的透视图。

图8是图1和图2的齿轮马达的驱动件的透视图。

图9是处于安装在开关装置上的状态下的齿轮马达变型例的局部剖视图。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本公开的齿轮马达组件2，一次从前方示出(图1)，并且一次从后方示出(图2)。

齿轮马达组件2用于中或高压电气开关设备的开关单元的电动切换。通常，齿轮马达组件2安装在高压或中压配电板或开关设备的单元上。使用该齿轮马达组件2，可以远程切换单元的开关单元，例如开关、保险丝开关、隔离开关或断路器。因此，操作者不再需要就位来执行切换。

更具体地，齿轮马达组件2一般安装在开关单元的开关装置上，该开关单元本身安装在中或高压电池上。由单元支承的开关装置承载了开关单元控制机构，例如基于弹簧和制动栓的。在该构造中，齿轮马达组件2促动控制机构，该控制机构又控制中或高压电池的开关单元。

齿轮马达组件2包括马达4和与马达4接合的齿轮6。齿轮6具有前部面10(其从图1中可见)以及后部面8(其从图2中可见)。齿轮6的前部面10被理解为指的是当齿轮马达组件2被安装在电气开关设备上时操作者可接取的面。后部面8是齿轮6的与前部面10相对的面。

优选地，马达4是电马达。其可以是DC或通用电马达。电马达4被前置安装在齿轮6的后部面8上，见图2。

在所示的示例中，电马达4位于齿轮6的上游。电马达4具有驱动轴(未示出)，其被插入齿轮6的输入端12中，以向齿轮6传递第一驱动力。

齿轮还具有输出端14，其位于与输入端12相对的下游。输出端14能够在齿轮马达组件2处于安装状态时向开关装置传递第二驱动力。

齿轮6的体积由包括了底部零件16a和顶部零件16b的外壳划界。外壳的两个零件16a、16b是互补的。它们被添加到彼此。将会注意到，这里，电马达4被安装在外壳的底部零件16a上。外壳16a、16b遮蔽了运动链(大部分被隐藏)。运动链将齿轮6的输入端12联接到其输出端14。运动链能够将源自电马达4的第一驱动力转换成第二驱动力。外壳16a、16b能够作为支承运动链的支撑件。

参照图2，可以区分运动链的两个元件，即驱动件18和促动件20。这两个元件18、20都位于齿轮6的输出端14处。

齿轮6还包括可移除的安全元件22。

图3示出了构造，其中齿轮马达组件2安装在开关装置24上，图3中部分地表示了该开关装置24。图3是齿轮6的输出端14的局部剖视图。输出端14被安装在开关装置24的前部板26上。开关装置24还具有用于连接齿轮马达组件2的孔洞28。

在返回图3之前，现在首先对外壳的底部零件16a、安全元件22、驱动件18和促动件20进行更详细的描述。

图4中透视地示出齿轮6的外壳的底部零件16a。在所示的示例中，外壳16a的零件是单件的。使用的材料优选为铝。外壳的零件16a具有若干固定凸部30。这些凸部使得将齿轮马达组件2固定到开关装置24成为可能。零件16a还具有两个隔室32、34，用于容纳运动链的元件。外壳的零件16a还设置有支撑轴36。外壳的零件16a还设置有连接和定心榫38。这里，连接榫38位于支撑轴36的延长部中。

参照图7，促动件20采用带齿轮的形式。这里，带齿轮20设置有带齿部段40。优选地，带齿轮20以单件生产。带齿部段40联接到中心体42，该中心体42优选地具有环形的形式。带齿部段40具有支撑臂44，其确保到中心体42的联接。中心体42中形成有若干联接元件46。这里，联接元件46采用凹部的形式。零件的复杂性表明了优选的制造方法，例如增材制造或压制和烧结。

参考图8，这里，驱动件18是曲柄手柄，其包括偏心销48和承载着销48的中心毂50。优选地，驱动件18以单件生产。使用倾斜臂52来联接中心毂50和销48。中心毂50具有固定部段54和邻近的用于接收旋转轴的部段56。固定部段54设置有凹部55，以容纳固定元件，例如螺钉。优选地，固定部段54具有圆柱形的形式。接收部段56包括孔洞。中心毂50还具有若干联接元件58。这些优选地是从中心毂50的主体伸出的爪58。

参照图6，安全元件22包括驱动件18、帽60，以及用于给驱动件18施加应力的元件62。应力施加元件62螺纹配合到驱动件18的毂50的固定部段54上。应力施加元件62优选地是弹簧。帽60被安装在由应力施加元件62和毂50的固定部段54组成的组件上。换句话说，应力施加元件62位于一侧的驱动件18与另一侧的帽60之间。应力施加元件62的一端支承在驱动件18上，并且另一端支承在帽60上。为了容纳应力施加元件62和毂50的固定部段54，帽60设置有中心凹部。

参考图3，安全组件22还包括用于将驱动件18固定到帽60的元件64。这里，这是容置在中心毂50的固定部段54中的自攻螺钉64。该自攻螺钉64被拧入在帽60的中心凹部中形成的孔65中。

图3还示出了外壳16a、16b，安全元件22，带齿轮20以及驱动件18的组件。带齿轮20和驱动件18都被安装以使得在底部外壳零件16a的轴36上旋转。在该构造中，驱动件18与带齿轮20接合。因此，驱动件18与带齿轮20被固定旋转。这指的是带齿轮20围绕轴36的旋转产生了驱动件18围绕相同轴36的相同的旋转。将会注意到，轴36具有作为带齿轮20的支撑件的第一部段36a，以及作为驱动件18的支撑件的第二部段36b。第二部段36b的直径小于第一部段36a的直径。驱动件18与带齿轮20之间的形状联接通过互补的联接元件46、58来确保。弹簧62将驱动件18朝向带齿轮20施加应力，并且因此防止带齿轮20与驱动件18之间任何不希望的分开。

在根据图3的齿轮马达组件2的安装后的构造中，驱动件18的销48插入开关装置24的板26的开口66中。通过在开口66中执行圆弧移动，驱动件可以在闭合位置与断开位置之间移置。以这种方式，驱动件18用其驱动开关装置24的未示出的开关部分，驱动件18与该开关部分合作。驱动件18在其闭合与断开位置之间的位移通过启动电马达4来触发。这驱动了齿轮6，其引起带齿轮20旋转，并且从而引起驱动件18旋转。驱动件18因此经由带齿轮20在其闭合与断开位置之间被操纵。

齿轮马达组件2在其安装中相对于开关装置24的正确位置通过将齿轮马达组件2的连接榫38插入开关装置24的孔洞28中来确保。因此，连接榫38和孔洞28一起作为将齿轮马达组件2相对于开关装置24对中的装置。

根据本公开，安全元件22可以从运动链移除。更具体地，安全元件22可以从插入状态(在该状态下，安全元件被结合到运动链中)被变为移除状态(在该状态下，运动链被中断)。图1至图3中示出了插入状态EF。图5中示出了移除状态ER。

当安全元件22被插入时，其驱动件18与促动件20接合，即与带齿轮接合，见图2和图3。当安全元件22被移除时，见图5，其驱动件18从促动件20分开。

将会特别注意到，促动件20(其在这里采用带齿轮的形式)被永久地联接到齿轮6的外壳16a、16b。因此，移除安全元件22的操作者(例如在维护操作期间)仅从运动链移除驱动件18，而带齿轮20保持在运动链中的其位置上。

优选地，使用弹性环67将带齿轮20固定到轴36上，见图5。

因此，应当理解，根据本公开，可移除的安全元件22仅包括齿轮6的运动链的单个零件。在所示的示例中，该单个零件是运动链的最下游的零件。这里，它是曲柄手柄18。可移除的安全元件22尤其不具有小齿轮和/或突出的中心旋转轴。

为了从齿轮6移除安全元件22，只需通过其外部面上的把手68抓住帽60，在逆时针方向T上转动帽60(见图1)，然后拉动即可。一旦操作者已经移除了安全元件22，他或她然后就可以相当简单地放开它。实际上，在示出的实施例中，将顶部外壳零件16b连接到帽60的固定缆线70防止安全元件22掉落到地上。借助于缆线70，在移除状态下，安全元件22保持附接到外壳16a、16b，并且不会被乱放。

图9示出了根据本公开的齿轮马达组件2的变型实施例。该变型例的大部分元件与之前描述的实施例相同。这里仅强调区别。

在该变型例中，底部外壳零件16a设置有孔72，用于将齿轮马达组件2连接到开关装置24。该连接孔72尤其形成于轴36中。然后，开关装置24设置有定心榫74，该定心榫74在齿轮马达组件2被安装在开关装置24上时被插入连接孔72中。

在本申请中描述的两个变型例中(见图3和图9)，齿轮马达组件2相对于开关装置24的位置的调整通过凹凸联接件来确保。在根据图3的第一个变型例中，凸形元件38形成齿轮马达组件2的一部分，并且凹形元件28形成开关装置24的一部分。在根据图9的第一个变型例中，凸形元件74形成开关装置24的一部分，并且凹形元件72形成齿轮马达组件2的一部分。

根据本公开的齿轮马达组件尤其提供了以下优势：

-安全元件22的移除和配合较为简单。实际上，因为在其结合到运动链中的部分中，安全元件22仅包括带有爪58的曲柄手柄18，所有安全元件22容易插入；

-齿轮6的最后的小齿轮(即带齿轮20)具有较好的机械强度。实际上，带齿轮20永久地联接到齿轮的外壳16，这比设计为定期中断的联接件更加可靠；

-齿轮马达组件与现有的开关装置保持兼容；

-形成齿轮马达组件的零件的数量较低；

-带齿轮20与增材制造和传统烧结方法兼容；

-齿轮6的外壳16没有用于带齿轮20的额外的座，因为带齿轮20不可移除，这简化了制造。

本公开不限于以上纯粹通过示例描述的实施例，而是包含了本领域技术人员在所寻求保护的框架内能够设想到的所有变型例。

Claims (13)

1.一种齿轮马达组件(2)，用于中压或高压电气开关设备的开关单元的电动切换，所述齿轮马达组件(2)包括马达(4)和与所述马达(4)接合的齿轮(6)，所述齿轮(6)包括以下元件：

a.输入端(12)，能够从所述马达(4)接收第一驱动力；

b.输出端(14)，能够将第二驱动力传递到开关单元的开关装置(24)；

c.运动链，所述运动链将所述输入端(12)联接到所述输出端(14)，并且能够将所述第一驱动力转换成所述第二驱动力，所述运动链包括位于所述齿轮(6)的所述输出端(14)处的以下元件：

-驱动件(18)，能够在闭合位置与断开位置之间移置，以因此驱动所述开关装置(24)；以及

-促动件(20)，用于在所述驱动件(18)的闭合与断开位置之间操纵所述驱动件(18)；

d.支撑件(16a、16b)，所述支撑件(16a、16b)支承所述运动链，所述促动件(20)联接到所述支撑件；以及

e.安全元件(22)，所述驱动件(18)形成所述安全元件(22)的一部分，并且所述安全元件(22)能够从所述运动链移除，所述安全元件(22)能够从安全元件结合到运动链中的插入状态(EF)被变为运动链被中断的移除状态(ER)，

其特征在于，当所述安全元件(22)被插入时，所述安全元件(22)的驱动件(18)与联接到所述支撑件(16a、16b)的所述促动件(20)接合，并且当所述安全元件(22)被移除时，所述安全元件(22)的驱动件(18)与联接到所述支撑件的所述促动件(20)分开。

2.根据权利要求1所述的齿轮马达组件(2)，其中，所述促动件(20)是带齿轮，优选地设置有带齿部段(40)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮马达组件(2)，其中，所述驱动件(18)采用曲柄手柄的形式，优选地带有联接到中心毂(50)的偏心销(48)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮马达组件(2)，其中，所述驱动件(18)和所述促动件(20)每个都设置有允许所述驱动件(18)与所述促动件(20)接合的互补的联接元件(46、58)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮马达组件(2)，其中，所述支撑件(16a、16b)包括轴(36)，所述促动件(20)安装在所述轴(36)上以旋转。

6.根据权利要求5所述的齿轮马达组件(2)，其中，当所述安全元件(22)被插入时，所述驱动件(18)安装在所述支撑件的所述轴(36)上，与所述促动件(20)接合。

7.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮马达组件(2)，其中，所述支撑件(16a、16b)是容纳所述运动链的外壳。

8.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮马达组件(2)，其中，所述支撑件(16a、16b)设置有榫(38)，用于将所述齿轮马达组件(2)连接到开关单元的开关装置(24)。

9.根据权利要求8结合权利要求5所述的齿轮马达组件(2)，其中，所述连接榫(38)位于所述轴(36)的延长部中。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的齿轮马达组件(2)，其中，所述支撑件(16a、16b)设置有孔(72)，用于将所述齿轮马达组件(2)连接到开关单元的开关装置(24)。

11.根据权利要求10结合权利要求5所述的齿轮马达组件(2)，其中，所述连接孔(72)形成于所述轴(36)中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮马达组件(2)，其中，所述促动件(20)是通过增材制造或通过压制和烧结生产的零件。

13.一种机电组件，包括开关单元、所述开关单元的开关装置(24)以及用于促动所述开关装置(24)的齿轮马达组件(2)，所述齿轮马达组件(2)是根据前述权利要求中任一项所述的组件。

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