[其他]用于电气开关装置的弹簧传动、电气开关装置及扭转弹簧在弹簧传动中的用途

说明书

技术领域

本实用新型涉及包括围绕中心轴线缠绕的螺旋弹簧丝的扭转弹簧，以及用于诸如高压断路器之类的电气开关装置的弹簧传动。

背景技术

螺旋扭转弹簧通过扭转而工作，并且包括螺旋线形状的弹簧丝。扭转弹簧通过向弹簧的端部施加扭力而受载，使得弹簧的直径增大或减小。当扭转弹簧被卷绕时弹簧丝储存机械能。当弹簧丝受载时，扭转弹簧施加在与卷绕方向相反的方向上的并且与其被卷绕的量成比例的扭矩。常规的扭转弹簧丝是实心的并且具有圆形横截面。

高压断路器被布置用于例如在出现故障的情况下突然开断电流。为了最小化由例如短路所导致的损害，断路器需要非常快速地操作。通常，供电应当在毫秒内被关断。断路器包括传动装置，其作用以断开在断路器以内的可移动触点。这样的传动装置通常由扭转弹簧或压缩弹簧操作，并因而被称为弹簧传动。

US8338732公开了用于电气开关装置的弹簧传动的示例。该弹簧传动包括断开弹簧和闭合弹簧。其两者均是螺旋扭转弹簧。扭转弹簧是具有圆形横截面的常规扭转弹簧。

US5,259,599公开了用于机动车的扭转阻尼器的螺旋压缩弹簧，包括具有非圆形横截面的弹簧丝。该弹簧的丝的横截面通常是卵圆形的。该弹簧给出了重量上的改进并且减小了能量消耗。

WO2006/058526公开了用于内燃机的阀传动的螺旋压缩弹簧。该弹簧具有以空心轮廓设置的横截面。对于阀传动，该弹簧在最有效地利用材料时被最优地加压。然而，该弹簧并未最适宜被设计以承受暴露于扭转弹簧的弯曲力。进而，难以制造空心的弹簧，并且难以检测材料中的裂缝。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供具有增大的效率的扭转弹簧。

该扭转弹簧的特征在于，弹簧丝具有由与弹簧的中心轴线对齐的至少一个凸缘以及连接到该凸缘并在垂直于中心轴线的方向上延伸的连接板(web)形成的横截面。

本实用新型基于当螺旋扭转弹簧经受扭力时，形成螺旋扭转弹簧的弹簧丝经受弯曲的认识。

连接板是细长的元件，其具有实质上比其长度更小的宽度。连接板的主要部分被置于弹簧丝横截面的中心，在该处应力在弯曲时较低。通过布置连接板使得连接板的纵向轴线与弹簧的中心轴线垂直，没有弯曲应力发生在连接板的中心部分而同时最大应力发生在连接板的端部。通过在连接板的端部处布置凸缘，并且将凸缘与弹簧的中心轴线对齐，凸缘被定位在弹簧由于弯曲力而经受最大应力之处。凸缘稳定且支撑连接板，并且确保弹簧的足够的结构强度。因而，弹簧丝最适宜被设计为承受弯曲力。

根据本实用新型的扭转弹簧具有相对于弹簧的质量的利用而优化的横截面。根据本实用新型的弹簧丝的质量相比起常规的弹簧丝而言被显著地减小，但弹簧丝仍然提供相同的操作扭矩。由于质量减小，将存在由弹簧操作所造成的较小的惯性，并且相应地，弹簧的效率增加。由于优化的弹簧横截面，扭转弹簧可以被制作为更轻且更便宜。

根据本实用新型的弹簧可以通过弯曲常规的梁以形成螺旋线而被制造。由于其开放的形状，检测材料中的裂缝也很容易。

术语“螺旋弹簧丝”覆盖了具有相同直径的线圈以及具有不同直径的线圈的弹簧丝，诸如向着其端部渐缩因而具有圆锥形的螺旋弹簧。

根据本实用新型的一个实施例，弹簧丝具有由平行地布置的两个凸缘以及在凸缘之间延伸的连接板形成的横截面。通过在连接板的每侧上提供凸缘，连接板在两侧上被支撑并且稳定，因而弹簧的结构强度被增加。根据本实用新型的实施例的弹簧丝可以具有H形或I形的横截面。H或I形横截面的弹簧丝具有圆形横截面的弹簧丝两到三倍的效率。在H或I形横截面的弹簧丝之间的选择是稳定/支撑需要的问题。弹簧可以通过弯曲常规的H梁或I梁以形成螺旋线而被制造。

根据本实用新型的实施例，弹簧丝具有T形横截面。在一些应用中，通过在其端部中的一端处的凸缘足以支撑连接板。该实施例减小了弹簧的质量，相应地减小了弹簧的重量。根据本实用新型的实施例的弹簧丝可以通过弯曲常规的T梁以形成螺旋线而被制造。

根据本实用新型的实施例，凸缘具有两个倒圆(rounded)的内边缘。内边缘的倒圆形状减小了在凸缘上的应力并且由此避免了凸缘的破裂。

本实用新型的另一目的是提供用于电气开关装置的改进的弹簧传动。

该目的通过包括根据本实用新型的扭转弹簧的弹簧传动而被实现。