CZ16545U1 - Vypínač - Google Patents

Description

(54) Název užitného vzoru:

Vypínač

CZ 16545 Ul

Vypínač

Oblast techniky

Technické řešení se týká vypínačů pro relativně vysoké proudy, řádu desítek až stovek ampér, kde se jedná především o oblast vypínačů s mechanismem, upraveným pro rychlé sepnutí nebo rozepnutí kontaktů.

Dosavadní stav techniky

V současnosti je známo mnoho druhů vypínačů, přičemž jeden ze základních problémů je opalování kontaktů obloukem, vzniklým při zapínání a rozpínání. Tento problém se řeší jednak vhodným výběrem materiálů na kontakty, jednak konstrukcí zapínacího a rozpínacího mechanismu, kdeje snaha vytvořit takové pružinové mechanismy, které jednak drží kontakty sepnuté ajednak napomáhají zrychlit rozepnutí kontaktů, kdy, zejména rozpínané při indukční zátěži, dochází ke vzrůstu napětí a opalování kontaktů je pro životnost i funkci kontaktů zvláště nebezpečné. Urychlení pohybu kontaktů při spínání i vypínaní se ovšem zpravidla neřeší, přestože u mnoha zátěží při sepnutí zpočátku prochází kontakty zvýšený proud, a to například při přímém spouštění motorů, ale také při spínání přívodu proudu ke světelným zdrojům. Vedle toho bývají kontakty ohroženy opalováním i při nesprávné manipulaci se spínači, a to tak, že ovladač spínače je ovládající osobou během pohybu při spínání či rozpínání zbržděn a rychlost spínání nebo rozpínání kontaktů je tak zmenšena.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody se v podstatné míře řeší vypínačem, podle předkládaného technického řešení, kde vypínač obsahuje ve skříni vypínače otočně uloženou ovládací páčku a k ní napojený pákový a táhlový mechanismus s pružinami, kde k pákovému a táhlovému mechanismu je připojen pohyblivý kontakt, opřený v sepnuté poloze o pevný kontakt a v rozepnuté poloze o klidový doraz, a kde podstata spočívá v tom, že pákový a táhlový mechanismus je vytvořen tak, že na tělese ovládací páčky je vytvořeno stabilizační rameno, na jehož konci je otočně připojeno jedno rameno vlásenkové pružiny, jejíž druhé rameno je otočně uloženo ve skříni vypínače, a současně na ose, která je excentricky umístěna vůči ose otáčení ovládací páčky, a to s vyosením směrem k ovládanému místu pohyblivého kontaktuje uloženo vzpěmé rameno ovládání pohyblivého kontaktu, které prochází s vůlí mezerou v prstenci, vytvořeném na ovládací páčce, a na jehož konci je k němu otočně, s použitím pomocného pouzdra, připojen první konec vzpěmého táhla, jehož druhý konec je otočně a suvně uložen v pouzdře, vytvořeném na nosném rameni pohyblivého kontaktu, a to v blízkosti kontaktního tělesa pohyblivého kontaktu, přičemž mezi pouzdrem na nosném rameni pohyblivého kontaktu a pomocným pouzdrem otočného spojení vzpěmého táhla se vzpěmým ramenem je vložena tlačná pružina. S výhodou je čep pro otočné uložení ovládací páčky pevně spojen se skříní vypínače, zatímco osa uložení vzpěmého ramena je pevně spojena s tímto vzpěmým ramenem a otočně uložena ve skříni vypínače, přičemž v této ose uložení vzpěrného ramena je, v axiálním směru, vytvořeno drážkové zahloubení nebo drážkový průchozí otvor, a to s úpravou pro vložení drážkového spojovacího členu. To je úprava, použitelná pro případné boční spojování více vypínačů, kde se žádá synchronizace při zapínání a vypínání. Vý40 hodné je také, jestliže tlačná pružina na vzpěmém táhle je uložena v předpjatém stavu. Dále je výhodou, jestliže při poloze zapínaného pákového a táhlového mechanismu v mrtvém bodě spojovacího místa stabilizačního ramena ovládací páčky s vlásenkovou pružinou se nalézá spojovací místo vzpěmého ramena se vzpěmým táhlem před svým mrtvým bodem. Také je výhodné, jestliže nejvýše při poloze zapínaného pákového a táhlového mechanismu v mrtvém bodě spojovacího místa stabilizačního ramena ovládací páčky s vlásenkovou pružinou se nalézá zadní okraj mezery v prstenci ovládací páčky v místě počátku dotyku s bokem vzpěmého ramene. Výhodou je ještě, jestliže při poloze zapínaného pákového a táhlového mechanismu v plně sepnutém stavu pohyblivého a pevného kontaktu se nalézá spojovací místo vzpěmého ramene a vzpěmého táhla za

-1 CZ 16545 Ul jejich mrtvým bodem. Ještě dále je výhodou, je-li ve skříni vypínače uspořádán ukazovací mechanismus polohy kontaktů, přičemž ukazovací mechanismus sestává z otočného segmentu s barevně odlišenou značkou nebo stopou na povrchu, upravenou pro pohyb pod okénko na čele skříně vypínače a mimo toto okénko, kde tento otočný segment je zatížen pružinou, působící vůči otočnému segmentu obvodově, ve smyslu proti prvnímu konci signalizačního táhla, které je svým druhým koncem otočně uloženo v pomocném pouzdře vzpěmého táhla. Výhodně je propojení signalizačního táhla s otočným segmentem provedeno tak, že první konec signalizačního táhla je veden suvně v drážce, vytvořené pevně vůči skříni vypínače, a opírá se bočně tvarovanou hranu otočného segmentu. Konečně je i výhodou, jestliže těleso pohyblivého kontaktu je opřeno o pralo žinu, působící ve směru rozpínání kontaktů.

Tím se dosáhne vytvoření vypínače, kde je zaručeno jednak spolehlivé spínání i rozpínání kontaktů, a to s dostatečnou rychlostí pohybu pohyblivého kontaktu, kde možnost omezování rychlosti pohybu pohyblivého kontaktu nesprávným ovládáním je prakticky vyloučena, a kde ještě navíc je zaručeno pojištění sepnuté polohy dvojím vzpěmým mechanismem. Navíc je na spínací mechanismus napojeno ukazovací ústrojí stavu sepnutí kontaktů tak, že ukazatel tohoto sepnutí signalizuje nikoli polohu ovládací páčky, ale přímo polohu pohyblivého kontaktu, což vylučuje nesprávnou signalizaci, např. v případě poruchy vzpěmého ramena na páčce, apod. Zaručení bezpečné rychlosti spínání a rozpínání pak má následně příznivý vliv na životnost a spolehlivost kontaktů. Propojením vzpěmých ramen ovládání pohyblivého kontaktu, při vícepólových prove20 děních vypínačů, se zabezpečuje současné spínání i rozpínání kontaktů více vypínačů, přičemž takové přímé propojení se dosahuje právě při vsazení spojovacích drážkových členů do axiálních drážkových prohlubní nebo průchozích otvorů v otočných osách těchto vzpěmých ramen.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je dále podrobněji vysvětleno a popsáno na příkladném provedení, kde vypínač je znázorněn svým vnitřním mechanismem, a to v bočním pohledu, kde postupně jednotlivé polohy mechanismu jsou znázorněny na obr. 1 až obr. 9, přičemž od obr. 1 do obr. 5 se jedná o proces spínání a od obr. 6 do obr. 9 se jedná o postup rozpínání kontaktů.

Příklad provedení technického řešení

Vypínač v příkladném provedení je vytvořen tak, že obsahuje ve skříni vypínače, zde neznázor30 něné, otočně uloženou ovládací páčku I a k ní napojený pákový a táhlový mechanismus 20 s pružinami, kde k pákovému a táhlovému mechanismu 20 je připojen pohyblivý kontakt 3, opřený v sepnuté poloze o pevný kontakt 4 a v rozepnuté poloze o klidový doraz 5. Podstatné je vytvoření pákového a táhlového mechanismu 20, a sice tak, že na tělese ovládací páčky i je vytvořeno stabilizační rameno 11, na jehož konci 111 je otočně připojeno jedno rameno vlásenkové pružiny

21, jejíž druhé rameno je otočně uloženo ve skříni vypínače, a současně na ose 22, která je excentricky umístěna vůči ose čepu 10 uložení ovládací páčky i, a to s vyosením směrem k ovládanému místu pohyblivého kontaktu 3, je uloženo vzpěmé rameno 23 ovládání pohyblivého kontaktu 3, které prochází s vůlí mezerou 121 v prstenci 12, vytvořeném na ovládací páčce I, a na jehož konci 231 je k němu otočně, s použitím pomocného pouzdra 232, připojen první konec 241 vzpěmého táhla 24, jehož drahý konec 242 je otočně a suvně uložen v pouzdře 31, vytvořeném na nosném rameni 30 pohyblivého kontaktu 3, a to v blízkosti kontaktního tělesa 32 pohyblivého kontaktu 3, přičemž mezi pouzdrem 31 na nosném rameni 30 pohyblivého kontaktu 3 a pomocným pouzdrem 232 vzpěmého ramene 23, u otočného spojení vzpěmého táhla 24 se vzpěmým ramenem 23, je vložena tlačná pružina 240. S výhodou je zde, v tomto příkladném provedení, čep 10, vytvořený pro excentrické otočné uložení ovládací páčky I, pevně spojen se skříní vypínače, zatímco osa 22 uložení vzpěmého ramena 23 je pevně spojena s tímto vzpěrným ramenem 23 a otočně uložena ve skříni vypínače, přičemž v této ose 22 uložení vzpěmého ramena 23 je, v axiálním směru, vytvořen drážkový průchozí otvor 221, a to s úpravou pro vložení drážkového spojovacího členu, zde neznázoměného. To je úprava, použitelná pro boční spojení více vypína-2CZ 16545 Ul čů, kde se žádá synchronizace při zapínání a vypínání. Jako drážkový spojovací člen, zde neznázorněný, se použije drážkový hřídel, bočně vsunutý a procházející potřebným počtem vypínačů, kde tento drážkový hřídel navzájem spojuje vzpěmá ramena 23 těchto vypínačů. Tlačná pružina 240 na vzpěmém táhle 24 je zde opřena o pouzdro 31 přes podložku 311 a je uložena v předpja5 tém stavu, čímž se zajistí jednak vymezení vůlí v pákovém a táhlovém mechanismu 20 v rozepnutém stavu, a také se zajistí dostatečné předpětí pro přitlačení pohyblivého kontaktu 3 a pevného kontaktu 4 navzájem, v sepnutém stavu. Dále je zde s výhodou vytvořen a znázorněn takový vzájemný geometrický vztah pák a táhel, kdy při poloze zapínaného pákového a táhlového mechanismu 20 v mrtvém bodě spojovacího místa stabilizačního ramena 11 ovládací páčky 1 s ío vlásenkovou pružinou 21 se nalézá spojovací místo vzpěmého ramena 23 se vzpěmým táhlem 24 před svým mrtvým bodem. Tak totiž dojde při zapínání k urychlení pohybu mechanismu za projitím tímto mrtvým bodem a zajistí se tak sepnutí určitou rychlostí, a to i v případě tendence ovládající osoby k pomalému ovládacímu pohybu. Dále je zde výhodně vytvořena a zobrazena geometrie pákového a táhlového mechanismu 20 tak, že při poloze zapínaného pákového a táhlo15 vého mechanismu 20 v mrtvém bodě spojovacího místa stabilizačního ramena 11 ovládací páčky 1 s vlásenkovou pružinou 21 se nalézá zadní okraj mezery 121 v prstenci 12 ovládací páčky 1 již za místě počátku dotyku s bokem vzpěmého ramene 23. Tak se dosáhne průběhu sil, kdy vlásenková pružina 21 buď již v této poloze téměř nepůsobí proti pohybu ovládací páčky I, jako ve zobrazeném provedení, nebo dokonce již působí na podporu tohoto zapínacího pohybu. Ještě dále je v tomto příkladném provedení také zobrazeno geometrické uspořádání pákového a táhlového mechanismu 20, kde při poloze zapínaného pákového a táhlového mechanismu 20 v plně sepnutém stavu pohyblivého kontaktu 3 a pevného kontaktu 4 se nalézá spojovací místo vzpěrného ramene 23 a vzpěmého táhla 24 za jejich mrtvým bodem. V takové situaci bude zvláště dobře vymezena vůle v mechanismu a především se nejefektivněji napomůže razantnímu dokon25 čení spojovacího pohybu kontaktů 3, 4, což je žádoucí pro spolehlivost a životnost kontaktů 3, 4 a pro provoz v sepnutém stavu s minimálním přechodovým elektrickým odporem. V této koncové poloze pákového a táhlového mechanismu je vzpěmé rameno 23 opřeno o koncový doraz 200. vytvořený v pevném spojení se skříní vypínače. Ve skříni vypínače je pak uspořádán ukazovací mechanismus 60 vzájemné polohy kontaktů 3, 4. Tento ukazovací mechanismus 60 sestává z otočného segmentu 61 s barevně odlišenou značkou 611 na povrchu, upravenou pro pohyb pod okénko 7 na čele skříně vypínače a pro pohyb mimo toto okénko 7, kde tento otočný segment 61 je zatížen vratnou pružinou 62, a to v obvodovém směru otočného segmentu a ve smyslu proti prvnímu konci 631 signalizačního táhla 63, uloženém suvně v drážce 100, které je svým druhým koncem 632 otočně uloženo v pomocném pouzdře 232 vzpěmého táhla 23. Propojení signalizač35 ního táhla 63 s otočným segmentem 61 je zde konkrétně provedeno tak, že první konec 631 signalizačního táhla 63 je veden suvně v drážce 100, vytvořené pevně vůči skříni vypínače, a opírá se bočně tvarovanou hranu 612 otočného segmentu 61. Co se týče pohyblivého kontaktu 4, tak těleso 40 tohoto pohyblivého kontaktu 4 je opřeno o zde upravenou kontaktovou pružinu 41, působící ve směru rozpínání kontaktů 3,4.

Funkce zařízení je následující. Při pohybu ovládací páčky i při spínací akci, resp. ve spínacím směru, se stlačuje vlásenková pružina 21, jak je patrné z obr. 1, obr. 2 a obr. 3, přičemž okraj mezery 121 v prstenci 12 ovládací páčky i dosedá bočně na vzpěmé rameno 23, které je následně také v témže smyslu otáčení unášeno. V poloze, patrné na obr. 3, se nalézá mechanismus v mrtvé poloze vlásenkové pružiny 21, což nastává zde krátce po dosednutí okraje mezery 121 v prstenci 12 ovládací páčky i na vzpěmé rameno 23. Dále již síla vlásenkové pružiny 21 podporuje spínací akci, resp. pohyb ve spínacím směru, a pak již dochází k dosednutí pohyblivého kontaktu 3 na pevný kontakt 4, jak patrno na obr. 4, načež se začíná při dalším pohybu v témže směru stlačovat tlačná pružina 240 a po projití mrtvou polohou tlačné pružiny 240, což je situace zachycená na obr. 5, se dokončuje pohyb celého pákového a táhlového mechanismu 20, zde kon50 krétně až do polohy, kdy se vzpěmé rameno 23 opírá o koncový doraz 200, vytvořený ve skříni vypínače. Na obr. 6, obr. 7, obr. 8 a obr. 9 je pak patrný rozfázovaný zpětný, tedy rozpínací pohyb ovládací páčky i a návazně celého pákového a táhlového mechanismu 20. Na jednotlivých vyobrazeních je současně patrný i natáčivý pohyb drážkového otvoru 221 osy 22 vzpěmého ra-3CZ 16545 Ul měna 23, kde je možno provést boční propojení více vypínačů, a to za účelem jejich synchronizované spínací a vypínací funkce.

Hospodářská využitelnost

Zařízení je využitelné jako vypínač, a to pro spínání a rozpínání proudů řádu desítek až stovek 5 ampér, přičemž pro proudovou zatížitelnost je pak dále podstatná i konstrukce, resp. dimenzování skříně, mechanismu, pružin a kontaktů. Tím lze obecně, při zachování předložené podstaty zařízení, toto přizpůsobovat pro různé podmínky.

Claims (9)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Vypínač, obsahující ve skříni vypínače otočně uloženou ovládací páčku a k ní napojený ío pákový a táhlový mechanismus s pružinami, kde k pákovému a táhlovému mechanismu je připojen pohyblivý kontakt, opřený v sepnuté poloze o pevný kontakt a v rozepnuté poloze o klidový doraz, vyznačený tím, že pákový a táhlový mechanismus (20) je vytvořen tak, že na tělese ovládací páčky (1) je vytvořeno stabilizační rameno (11), na jehož konci (111) je otočně připojeno jedno rameno vlásenkové pružiny (21), jejíž druhé rameno je otočně uloženo ve

   15 skříni vypínače, a současně na ose (22), která je excentricky umístěna vůči ose čepu (10) pro otočné uložení ovládací páčky (1), a to s vyosením směrem k ovládanému místu pohyblivého kontaktu (3), je uloženo vzpěmé rameno (23) ovládání pohyblivého kontaktu (3), které prochází s vůlí mezerou (121) v prstenci (12), vytvořeném na ovládací páčce (1), a na jehož konci (231) je k němu otočně, s použitím pomocného pouzdra (232), připojen první konec (241) vzpěmého

   20 táhla (24), jehož druhý konec (242) je otočně a suvně uložen v pouzdře (31), vytvořeném na nosném ramení (30) pohyblivého kontaktu (3), a to v blízkosti kontaktního tělesa (32) pohyblivého kontaktu (3), přičemž mezi pouzdrem (31) na nosném rameni (30) pohyblivého kontaktu (3) a pomocným pouzdrem (232) otočného spojení vzpěmého táhla (24) se vzpěmým ramenem (23) je vložena tlačná pružina (240).

   25
2. 2. Vypínač, podle nároku 1, vyznačený tím, že čep (10) pro otočné uložení ovládací páčky (1) je pevně spojen se skříní vypínače, zatímco osa (22) uložení vzpěmého ramena (23) je pevně spojena s tímto vzpěmým ramenem (23) a otočně uložena ve skříni vypínače, přičemž v této ose (22) uložení vzpěmého ramena (23) je, v axiálním směru, vytvořeno drážkové zahloubení nebo drážkový průchozí otvor (221), a to s úpravou pro vložení drážkového spojovacího

   30 členu.
3. 3. Vypínač, podle nároků la2, vyznačený tím, že tlačná pružina (240) na vzpěmém táhle (24) je uložena v předpjatém stavu.
4. 4. Vypínač, podle nároků 1 až 3, vyznačený t í m , že při poloze zapínaného pákového a táhlového mechanismu (20) v mrtvém bodě spojovacího místa stabilizačního ramena (11) ovlá35 dací páčky (1) s vlásenkovou pružinou (21) se nalézá spojovací místo vzpěmého ramena (23) se vzpěrným táhlem (24) před svým mrtvým bodem.
5. 5. Vypínač, podle nároků laž4, vyznačený tím, že nejvýše při poloze zapínaného pákového a táhlového mechanismu (20) v mrtvém bodě spojovacího místa stabilizačního ramena (11) ovládací páčky (1) s vlásenkovou pružinou (21) se nalézá zadní okraj mezery (121) v prs40 tencí (12) ovládací páčky (1) v místě počátku dotyku s bokem vzpěmého ramene (23).
6. 6. Vypínač, podle nároků 1 až 5, vyznačený tím, že při poloze zapínaného pákového a táhlového mechanismu (20) v plně sepnutém stavu pohyblivého kontaktu (3) a pevného kon-4CZ 16545 Ul taktu (4) se nalézá spojovací místo vzpěmého ramene (23) a vzpěmého táhla (24) za jejich mrtvým bodem.
7. 7. Vypínač, podle nároků laž6, vyznačený tím, že ve skříni vypínače je uspořádán ukazovací mechanismus (60) polohy kontaktů (3, 4), přičemž ukazovací mechanismus (60) se5 stává z otočného segmentu (61) s barevně odlišenou značkou nebo stopou (611) na povrchu, upravenou pro pohyb pod okénko (7) na čele skříně vypínače a pro pohyb mimo toto okénko (7), kde tento otočný segment (61) je zatížen vratnou pružinou (62) směrem proti prvnímu konci (631) signalizačního táhla (63), které je svým druhým koncem (632) otočně uloženo v pomocném pouzdře (232) vzpěmého táhla (23).

   ío
8. 8. Vypínač, podle nároků laž7, vyznačený tím, že propojení signalizačního táhla (24) s otočným segmentem (61) je provedeno tak, že první konec (631) signalizačního táhla (63) je veden suvně v drážce (100), vytvořené pevně vůči skříni vypínače, a opírá se bočně tvarovanou hranu (612) otočného segmentu (61).
9. 9. Vypínač, podle nároků laž8, vyznačený tím, že těleso (30) pohyblivého kon15 taktu (3) je opřeno o kontaktovou pružinu (41), působící ve směru rozpínání kontaktů (3,4).