一种用于储能装置的离合机构及其气体绝缘断路器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种离合机构，特别是涉及一种用于储能装置的离合机构。此外，本发明还涉及采用这种离合机构的气体绝缘断路器。
【背景技术】
[0002]多种储能装置均须与离合机构配合以积聚能量并在需要时释放能量。这些储能装置例如可以是利用弹簧来积聚势能，且当能量积聚完成时使离合机构处于解锁状态以释放倉tfi。
[0003]多种现有用于高压输电的气体绝缘断路器均采用储能装置和与其配合的离合机构，在锁紧状态下的离合机构使得储能装置能够积聚和储存能量。当离合机构处于解锁状态下时，动力装置将与储能装置机械分离，进而使储能装置中所积聚的能量得以释放，从而将储能装置中所储存的势能转化为动能，进而推动气体绝缘断路器中的操动机构来断开或闭合连接有气体绝缘断路器的电路。一种现有的离合机构采用棘轮机构的形式，其中棘轮与棘爪相互配合，在锁紧状态下棘轮随着能量的积聚只能单向转动，故所积聚的能量不会流失。当储能装置完成能量积聚时，棘爪将与棘轮上的一圆弧面实现动力装置与储能装置的机械分离，并在需要时释放能量。
[0004]韩国专利KR100841649B1公开了一种用于中压配电的开关柜手车，其中为了能在手动操作手车和电动操作手车两种不同模式间进行切换，采用了一种离合机构。该离合机构包括主动齿轮、被动齿轮和丝杆，其中切换单元可将被动齿轮的扭矩传递到丝杆或者隔离被动齿轮的扭矩向丝杆的传递。切换单元包括一个设在手柄插入口中的离合杆和设在球插入口中的离合球以及弹性部件。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种用于储能装置的离合机构，包括一个加载齿轮、一个驱动齿轮、一个单向轴承、一个衬套以及一个包括齿轮部和离合部的齿轮轴，其中所述加载齿轮通过所述单向轴承与所述衬套可单向转动地同轴连接，所述衬套与所述离合部可双向转动地同轴连接，而所述驱动齿轮与所述齿轮部外啮合。所述齿轮轴包括数个圆柱体以及位于所述齿轮轴的空腔内的一个推杆和一个弹性元件，其中所述离合部具有与所述圆柱体对应的数个孔，所述圆柱体位于所述孔中。所述齿轮部和所述离合部的交界处具有齿轮轴连接孔。所述旋转套筒具有沿轴向呈螺旋状延伸的两个旋转套筒滑动孔，且具有与所述圆柱体对应的数个套筒槽，所述两个旋转套筒滑动孔围绕所述旋转套筒的轴线中心对称，所述衬套的内壁具有与所述圆柱体对应的数个衬套槽。所述推杆包括一个推杆滑动孔和一个推杆连接孔并可沿轴向滑动，其中所述推杆的一端穿过所述旋转套筒并挤压所述弹性元件，所述推杆通过一个穿过所述滑动孔和所述齿轮轴连接孔的导向销连接所述齿轮轴并通过另一穿过所述推杆连接孔和所述两个旋转套筒滑动孔的导向销连接所述旋转套筒。所述驱动齿轮固定有一个压块，所述压块可接触所述推杆的另一端并推动所述推杆沿轴向滑动。当所述压块推动所述推杆时，所述圆柱体被释放进而解锁所述衬套和所述齿轮轴。当所述压块脱离所述推杆时，所述圆柱体被夹紧在所述旋转套筒与所述衬套之间进而锁紧所述衬套和所述齿轮轴。本发明离合机构以较低的成本实现了在储能完成时动力装置与储能装置之间简便且可靠的机械分离。
[0006]依据本发明的一个方面，所述衬套通过深沟球轴承或滚针轴承与所述离合部可双向转动地同轴连接。
[0007]依据本发明的另一方面，所述弹性元件为一弹簧。
[0008]依据本发明的再一方面，所述压块包括一可与所述推杆接触的斜面。斜面有利于压块与推杆之间的顺畅接触。
[0009]依据本发明的又一方面，所述圆柱体通过限位件保持在对应的数个所述孔中。限位件可防止圆柱体在齿轮轴的孔中沿轴向移动。
[0010]依据本发明的又一方面，所述衬套槽的形状与所述圆柱体的形状相适应。所述衬套槽的形状与所述圆柱体的形状相适应可获得更好的离合效果。
[0011 ] 依据本发明的又一方面，所述衬套沿轴向在其两端分别具有一个所述深沟球轴承或滚针轴承，所述圆柱体沿轴向位于所述深沟球轴承或滚针轴承之间。在其两端各设置一个轴承有利于保证齿轮轴与衬套之间的同轴度。
[0012]本发明还提供一种气体绝缘断路器，包括动力装置、操动装置、储能装置以及上述任一权利要求所述的离合机构，其中所述加载齿轮与动力装置连接，所述驱动齿轮与储能装置连接，而所述齿轮轴与操动装置连接。本发明的气体绝缘断路器因采用上述离合机构而以较低的成本实现了在储能完成时动力装置与储能装置之间简便且可靠的机械分离。
[0013]下文将以明确易懂的方式，结合【附图说明】优选实施例，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
【附图说明】
[0014]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
[0015]图1示意性地展示了储能装置释放之后本发明离合机构的立体图；
[0016]图2示意性地展示了储能装置释放瞬间或积聚能量完毕时本发明离合机构的立体图；
[0017]图3示意性地展示了相互连接的加载齿轮和齿轮轴的立体图；
[0018]图4示意性地展示了图3的加载齿轮和齿轮轴处于图1的锁紧状态下的轴向剖视图和径向剖视图B-B ；
[0019]图5示意性地展示了图3的加载齿轮和齿轮轴处于图2的解锁状态下的轴向剖视图和径向剖视图B-B ；
[0020]图6示意性地展示了图3的推杆、旋转套筒和衬套的立体图；
[0021]图7示意性地展示了组装后的推杆、旋转套筒、导向销以及圆柱体的立体图；
[0022]图8示意性地展示了齿轮轴的立体图；
[0023]图9示意性地展示了带有斜面的压块；
[0024]图10示意性地展示了本发明的另一种实施方式的剖视图。
[0025]主要装置符号说明
[0026]21推杆 25加载齿轮
[0027]211推杆滑动孔 212推杆连接孔
[0028]22驱动齿轮 26压块
[0029]23单向轴承 261斜面
[0030]24齿轮轴 27圆柱体
[0031]241齿轮部 242离合部
[0032]243齿轮轴连接孔 244孔
[0033]28衬套 20弹性元件
[0034]29滚针轴承 31旋转套筒
[0035]311,312旋转套筒滑动孔313套筒槽
[0036]32、33导向销271、272限位件
[0037]281衬套槽
【具体实施方式】
[0038]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。在图中相同的标号表示相同或结构相似但功能相同的部件，且其中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地描绘了其中的一个，或仅标出了其中的一个。为使图面简洁，图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。本文中“连接”表示直接的“连接”，或是经由第三者的“连接”。
[0039]如图1至5所示，一种用于储能装置的离合机构包括一个加载齿轮25、一个驱动齿轮22、一个单向轴承23、一个衬套28以及一个包括齿轮部241和离合部242的齿轮轴24，其中加载齿轮25通过单向轴承23与衬套28可单向转动地同轴连接，而衬套28与离合部242可双向转动地同轴连接。驱动齿轮22与齿轮部241外啮合。齿轮轴24包括数个圆柱体27以及位于齿轮轴24的空腔内的一个推杆21和一个弹性元件20，其中离合部242具有与圆柱体27对应的数个孔244，而圆柱体27位于孔244中。优选地，圆柱体27通过限位件保持在对应的数个孔244中，以防止圆柱体27在齿轮轴24的孔244中沿轴向移动，其中在如图1至9所示的本发明的一种实施方式中使用与圆柱体27配合的键272来限定圆柱体27在孔244中的位置，而在如图10所示的本发明的另一种实施方式中使用保持圈271来限定圆柱体27在孔244中的位置。齿轮部241和离合部242的交界处如图8所示具有齿轮轴连接孔243，例如如图4和5所示的沿轴线对称的两个齿轮轴连接孔243。在本发明中，齿轮部241和离合部242的交界处并非仅指二者的分界线而是也包括靠近分界线的位置。本领域技术人员将理解，圆柱体27的数量可根据要求增加或减少，而不限于图示实施方式中的五个，只要该数量可以满足设计要求。本发明中的“轴向”和“径向”是指离合机构组装完毕后各部件相对于齿轮轴24的轴线的方向。
[0040]旋转套筒31具有沿轴向呈螺旋状延伸的两个旋转套筒滑动孔311和312且具有与圆柱体27对应的数个套筒槽313，而衬套28的内壁具有与圆柱体27对应的数个衬套槽281，且优选衬套槽281的形状与圆柱体27的形状相适应，例如套槽281与圆柱体27如图4和图5所示具有相同的弧度，以获得更好的离合效果。如图6和图7所示，两个旋转套筒滑动孔311和312围绕旋转套筒31的轴线中心对称。推杆21包括一个推杆滑动孔211和一个推杆连接孔212并可沿轴向滑动，其中推杆21的一端穿过旋转套筒31并挤压弹性元件20。推杆21通过一个穿过推杆滑动孔211和齿轮轴连接孔243的导向销33连接齿轮轴24并通过一个穿过推杆连接孔212和两个旋转套筒滑动孔311和312的导向销32连接旋转套筒31。驱动齿轮22固定有一个压块26，而压块26可接触推杆21的另一端并推动推杆21沿轴向滑动。
[0041]中心对称的旋转套筒滑动孔311和312使得旋转套筒31会在导向销32沿轴向直线运动时发生转动，从而如图4中剖面图B-B所示将圆柱体2