CZ299002B6

CZ299002B6 - Kolébkový spínac a spínací pojistná jednotka

Info

Publication number: CZ299002B6
Application number: CZ20020238A
Authority: CZ
Inventors: Bruchmann@Klaus
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2008-04-02
Also published as: ATE267457T1; AU765338B2; WO2001008190A1; PL194492B1; CZ2002238A3; CN1363107A; DE50006514D1; EP1198817B1; EP1198817A1; AU6696500A; CN1203504C; PL353009A1; US6734580B1

Abstract

Kolébkový spínac (30) pro spínací pojistnou jednotku (1) je proveden se zasunovatelnou pojistkovou zátkou (10) pro uložení pojistkové vložky (20), a je uložen v telesu (2) spínací pojistné jednotky (1) výkyvne vratne mezi vypnutou polohou a zapnutoupolohou. Kolébkový spínac (30) obsahuje indikaci (35) pro kontrolu funkcnosti pojistkové vložky (20). Spínací pojistná jednotka (1) je provedena s telesem (2), s kolébkovým spínacem (30), který je uložen v telesu (2) spínací pojistné jednotky (1) výkyvne vratne mezi zapnutou polohou a vypnutou polohou, se zarízením (50, 51, 52, 53) pro kontrolní spínací obvod jakož i s indikací (35) pro kontrolu funkcnosti pojistkové vložky (10). Indikace (35) je usporádána v kolébkovém spínaci (30), pricemž indikace (35) je optická indikace.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká kolébkového spínače pro spínací pojistnou jednotku, do kterého je zasunovatelná pojistková zátka pro uložení pojistkové vložky, a který je uložen v tělesu spínací pojistné jednotky výkyvné vratně mezi vypnutou polohou a zapnutou polohou. Vynález se dále týká spínací pojistné jednotky s tímto kolébkovým spínačem.

Dosavadní stav techniky

Spínací pojistné jednotky toho druhu jakož i v nich použité kolébkové spínače do kterých mohou být nasazeny pojistkové vložky, jsou používány v rozličných provedeních jak v privátních, tak také v průmyslových budovách, zejména v budovách, ve kterých jsou umístěny elektricky pohá15 něné stroje. Je dále možné takové spínací pojistné jednotky popřípadě součásti, například kolébkové spínače pro elektrické jištění elektricky poháněných strojů, vložit přímo na nebo do strojních elementů nebo těles.

Spínací pojistná vložka s kolébkovým spínačem a pojistková vložka je známa například ze spisu

DE 34 06 815 C2. Takové spínací pojistné jednotky slouží k tomu, aby byl proudový obvod a tím elektrické zásobování strojů a přístrojů automaticky přerušeno, když velikost proudu, popřípadě výkon v proudovém obvodu překračuje určitou stanovenou hodnotu. Aby byly tyto hodnoty přizpůsobeny daným zejména elektrickým strojům a přístrojům, popřípadě externím předpisům, například bezpečnostním předpisům, mohou se ve spínacích pojistných jednotkách, popřípadě v pojistkových zátkách použít pojistné vložky, které mají rozdílné jmenovité hodnoty.

Tyto spínací pojistné jednotky slouží k tomu, aby byl proudový obvod, zejména při nutných opravách elektrických přístrojů a strojů, spolehlivě manuálně přerušen. K tomu se kolébkové spínače, které obsahují pojistkovou zátku s odpovídající pojistkovou vložkou a které jsou ulože30 ny výkyvné mezi zapnutou a vypnutou polohou v tělesu spínací pojistné jednotky, přestavují do své vypnuté polohy.

Protože pojistkové vložky používané ve spínací pojistné jednotce jsou zpravidla tavné pojistky, které mohou být defektní nebo mohou být roztaveny příliš vysokým zatížením, je výhodné, kontrolovat funkčnost pojistkové vložky kontrolním zařízením. Kontrolou funkčnosti pojistkové vložky se rozumí jak kontrola eventuálně existujícího defektu v pojistkové vložce samé, tak také kontrola chybného kontaktování pojistkové vložky v hlavním proudovém obvodu spínací pojistné jednotky.

Pro tento účel je znám kontrolní spínací obvod, který přemosťuje, vedle hlavního proudového obvodu probíhajícího pojistkovou vložkou, vstup a výstup spínací pojistné jednotky přes velmi vysokoohmové spojení. Jako kontrolní signál je v kontrolním spínacím obvodu obvykle integrován světelný zdroj.

Proud jmenovité hodnoty protéká velmi vysokoohmovým kontrolním spínacím obvodem teprve pak, když je přerušeno nízkoohmové spojení hlavního spínacího obvodu, například roztavením pojistkové vložky. Možné jsou ale také jiné kontrolní systémy, které však všechny spočívají v tom, že přerušením hlavního proudového obvodu vznikají patrné změny v kontrolním spínacím obvodu, které se oznamují kontrolním signálem. Problematické je v této souvislosti umístění kontrolní indikace.

Ze spisu FR-A-2 331 881 je známo zařízení s tavnou pojistkou, které má v držáku tavné pojistky v bezprostřední blízkosti tavné pojistky umístěnou světelnou indikaci, která je uspořádána ve

-1 CZ 299002 B6 stejné součásti, ve které je také umístěno jištění. Konstrukční vytvoření kolébkového spínače podle vynálezu není v tomto spisu dále popsáno.

Ze spisu EP 0 530 563 Al je známa nízkonapěťová tavná pojistka, která má indikaci vytvořenou jako doutnavku, kteráje uspořádána v přídržném dílu pojistkové zátky pro pojistkovou vložku. Toto umístění doutnavky má však nevýhodu, že doutnavka je uspořádána v dílu, který je na základě provozu vystaven vysokému a rychlému opotřebení, takže životnost kontrolní indikace je omezena na životnost pojistkové zátky. Kromě toho je flexibilita se zřetelem na rozdílné pojistkové vložky a rozdílné pojistkové zátky omezena, popřípadě musí být při volbě rozdílných ío pojistkových zátek jedna doutnavka v každé jednotlivé pojistkové zátce, což je drahé.

Ze spisu DE 197 44 447 Al je dále známa konstrukční skupina s držákem pojistky, která má indikaci, přičemž také zde je indikace umístěna ve stejné součásti jako příslušný pojistný element. Konstrukční vytvoření kolébkového spínače podle vynálezu není také v tomto doku15 mentu popsáno.

Je tedy úkolem vynálezu, vytvořit levnou spínací jednotku s kontrolní indikací dlouhé životnosti, která je uspořádána tak, že je možné jednoduché konstrukční vytvoření, přičemž kontrolní indikace má poskytovat naprosto srozumitelné informace pro obsluhu.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje kolébkový spínač pro spínací pojistnou jednotku do kterého je zasunovatelná pojistková zátka pro uložení pojistkové vložky, a který je uložen v tělesu spínací pojistné jednotky výkyvné vratně mezi vypnutou polohou a zapnutou polohou, podle vynálezu, jehož podstatou je, že kolébkový spínač obsahuje indikaci pro kontrolu funkčnosti pojistkové vložky. Vynález se dále týká spínací pojistné jednotky s tímto kolébkovým spínačem.

Úkol je řešen kolébkovým spínačem pro spínací pojistnou jednotku podle nároku 1 a spínací pojistnou jednotkou podle nároku 11. Nároky 2 až 9 označují výhodné formy provedení kolébkového spínače podle vynálezu a nároky 12 a 13 výhodné formy provedení spínací pojistné jednotky podle vynálezu.

Při uspořádání indikace v kolébkovém spínači podle vynálezu je tato indikace velmi dobře integrována v konstrukčním vytvoření spínací pojistné jednotky, aniž by byl třeba přídavný prostor. Indikace může být integrována v kolébkovém spínači, takže je z vnějšku chráněna a lze se vyhnout poškozením.

Kolébkový spínač je dále ve srovnání s pojistkovou zátkou zřetelně méně opotřebovávaný díl.

Očekávaná životnost kontrolní indikace se tím oproti umístění v pojistkové zátce znatelně zvýší.

Kromě toho je myslitelné, vytvořit pojistkovou vložku a pojistkovou zátku v jedné jednotce, takže podle použití musí být k dispozici a musí se vyměňovat rozdílné pojistkové zátky. Tím, že je kontrolní indikace uspořádána v kolébkovém spínači a ne v opotřebovávaném dílu nebo v pra45 videlně vyměňovaném dílu, popřípadě ztratitelném dílu, se celkové náklady na spínací pojistnou jednotku snižují.

Umístění kontrolní indikace v kolébkovém spínači, místo v tělesu spínací pojistné jednotky, má především přednost, že je možný kompaktní způsob konstrukce. Vestavba kontrolní indikace do tělesa by vyžadovala zvětšení výšky tělesa nad oblast kolébkového spínače, aby bylo možno kontrolní indikaci do tělesa umístit. Boční uspořádání kontrolní indikace v tělesu by mělo za následek, že by spínací pojistná jednotka měla v tomto směru větší rozměr a dále by bylo nutno počítat s nevýhodami při montáži spínací pojistné jednotky, poněvadž by musela být velká část

-2CZ 299002 B6 spínací pojistné jednotky viditelná, to znamená nezakrytá jinými elementy. Montáž spínací pojistné jednotky, u které je viditelný minimální rozsah okolo ovládacího držadla kolébkového spínače, je naopak velmi žádoucí, zejména také z optických důvodů.

Uspořádání kontrolní indikace v tělesu vede dále k tomu, že je viditelná jak v zapnuté poloze, tak také ve vypnuté poloze kolébkového spínače. Protože musí být z bezpečnostních důvodů kontrolní spínací obvod ve vypnuté poloze přerušen, kontrolní indikace ve vypnuté poloze ze zásady nesvítí a sice nezávisle na funkčnosti pojistkové vložky. Je proto možné, že se zejména neškolená obsluha může nesvítící kontrolní indikací v souvislosti s přerušeným spínacím obvodem ve vypnuté poloze znepokojit a možná že funkční díly, zejména funkční pojistnou vložku, zbytečně vymění. Takovému znepokojení obsluhy je uspořádáním podle vynálezu zabráněno, neboť kontrolní indikace není ve vypnuté poloze z vnějšku viditelná.

Ve výhodné formě provedení je kontrolní indikace uspořádána ve vnitřní oblasti kolébkového spínače. Tím je kontrolní indikace chráněna, takže se zabrání poškozením ať vnějším zásahem obsluhy, nebo kontaktem s jinými díly spínací pojistné jednotky.

Indikace je přitom výhodně uspořádána za průsvitným okénkem, nebo je kolébkový spínač vyroben alespoň částečně z průsvitného materiálu, za kterým je kontrolní indikace z vnějšku viditelná.

Je třeba zdůraznit, že se vyměnitelnost kontrolní indikace nemá jejím uspořádáním ve vnitřní oblasti kolébkového spínače nepříznivě ovlivnit, zejména se může například otevírat shora jmenované okénko nebo dílčí oblast kolébkového spínače, aby byl umožněn, je-li třeba, zásah na kontrolní indikaci. Protože však kontrolní indikace mají zpravidla vysokou životnost a doba zapnutí určující životnost je malá, jsou takové výměnné postupy nutné jen extrémně zřídka a proto se také může v zájmu jednodušší konstrukce od vyměnitelnosti kontrolní indikace upustit.

Je výhodné, uspořádat kontrolní indikaci do blízkosti ovládacího držadla, zejména na stranu kolébkového spínače přivrácenou k vypnuté poloze. Tím se v zapnuté poloze kolébkového spínače nachází kontrolní indikace v centrální, dobře viditelné poloze, zatímco když se kolébkový spínač nachází ve vypnuté poloze, je díly tělesa automaticky zakryta. Tím se ušetří přídavné zakrývací zařízení, což vede ke zjednodušenému konstrukčnímu vytvoření jak kolébkového spínače, tak také spínací pojistné jednotky.

Kolébkový spínač ve zvláště výhodné formě provedení dále obsahuje zařízení pro kontrolní spínací obvod, zejména kontaktní elementy, s výhodou pružné elementy, které v zapnuté poloze kolébkového spínače zapínají kontrolní spínací obvod a ve vypnuté poloze kolébkového spínače ho přerušují. Tím vzniká výhodná konstrukce, přičemž se v tělesu spínací pojistné jednotky musí vytvořit pouze jednoduché kontaktní elementy.

Zařízení pro kontrolní spínací obvod jsou výhodně uspořádána rovněž uvnitř kolébkového spínače, přednostně v oblasti kontrolní indikace. Vnitřní prostor je v podstatě uzavřen a má jen kontaktní otvory, aby se mohly kontaktovat kontaktní elementy uspořádané v tělesu.

Kontaktní a/nebo spojovací elementy, které v zapnuté poloze kolébkového spínače kontaktují zařízení pro kontrolní spínací obvod, jsou s výhodou elementy hlavního spínacího obvodu. Nemusí se tak použít přídavných elementů. Snižuje se tím cena a náchylnost pojistné spínací jednotky k závadám.

Je však také možné vytvořit alespoň jedno kontaktní zařízení, přednostně pružinové zařízení, které se, když kolébkový spínač zaujímá svou zapnutou polohu, nachází v kontaktu s alespoň jedním kontaktním elementem kontrolního spínacího obvodu.

-3CZ 299002 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je následně blíže popsán podle schematického výkresu spínací pojistné jednotky a kolébkového spínače. Na výkresech znázorňuje obr. 1. řez formou provedení spínací pojistné jednotky s kolébkovým spínačem v zapnuté poloze a obr. 2. spínací pojistnou jednotku podle obr. 1 s kolébkovým spínačem ve vypnuté poloze.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněna forma provedení spínací pojistné jednotky I s tělesem 2 a s kolébkovým spínačem 30 v zapnuté poloze. Do kolébkového spínače 30 je zasunuta pojistková zátka 10, ve které je umístěna pojistková vložka 20.

V zapnuté poloze kolébkového spínače 30 je pojistková vložka spojena kontaktními elementy 70, 71, 72, 73 se vstupem a výstupem, takže hlavní spínací obvod je uzavřen. Pojistková vložka 20 je přitom pružinovým zařízením 98 tlačena proti přímým kontaktním elementům 70, popřípadě 71 a

72.

Kontaktní element 70 vytvořený jako pružina přitom plní v podstatě tři funkce. Přes kontaktní element 70 je kontaktována elektronika uspořádaná ve spínací pojistné jednotce. Kontaktní element 70 vytvořený jako pružina dále drží pojistkovou vložku 20 v požadované poloze vůči pojistkové zátce 10 a mimo to zajišťuje polohu pojistkové zátky 10 v kolébkovém spínači 30.

Kontrolní spínací obvod využívá rovněž kontaktní elementy 70, 71 hlavního spínacího obvodu na jedné z jejich stran a kontrolní spínací obvod je uzavřen přes další kontaktní elementy 50, 52, 53 a vysokoohmový odpor 51. Kontaktní elementy 50 a 52 jakož i odpor 51 jsou uspořádány ve vnitřním prostoru 32 kolébkového spínače 30.

Kontaktní elementy 50, 52 a 53 jsou rovněž pružinové elementy, takže je zajištěno spolehlivé kontaktování.

Ve vnitřním prostoru 32 kolébkového spínače 30 je dále uspořádána optická kontrolní indikace

35, která je zde naznačena jen schematicky. Jakmile je hlavní proudový obvod přerušen, zejména přetavením pojistkové vložky 20, protéká kontrolním proudovým obvodem dostačující proud, takže kontrolní indikace 35 svítí. Tím se indikuje defekt v hlavním proudovém obvodu.

Kontrolní indikace 35 je umístěna za průsvitným okénkem 33, takže obsluha může vidět kontrol40 ní svítidlo v kolébkovém spínači 30, který jinak sestává z neprůsvitného materiálu.

Vnitřní prostor 32 kolébkového spínače 30, ve kterém je, jak je shora popsáno, uspořádána jak světelná indikace 35, tak také jednotlivá zařízení kontrolního spínacího obvodu, je v podstatě zcela uzavřen, takže je vyloučeno poškození zařízení. Vnitřní prostor 32 má pouze dva kontaktní otvory 56 a 57 pro umožnění kontaktu mezi kontaktními zařízeními 52 a 53, popřípadě 50 a 70. Jakmile je pojistková zátka 10 s pojistkovou vložkou 20 zasunuta do kolébkového spínače 30, je mezi elementy 50 a 70 vždy kontakt. Mezi kontaktními elementy 52 a 53 je kontakt pouze tehdy, když se kolébkový spínač 30 nachází ve své zapnuté poloze.

Na obr. 2 je znázorněn kolébkový spínač 30 ve své vypnuté poloze. Je zřetelné, že jak hlavní spínací obvod, tak také kontrolní spínací obvod jsou přerušeny vždy dvakrát, totiž na jedné

-4CZ 299002 B6 straně mezi kontaktním elementem 72 a pojistkovou vložkou 20 a na druhé straně mezi společně užívanými kontaktními elementy 70 a 71 jakož i mezi kontaktními elementy 52 a 53.

Pružný kontaktní element 53 zasahuje do prohloubení 80 ve vnější stěně vnitřní oblasti 32 kolébkového spínače 30 a tím se spolehlivě umístí do polohy.

Spojení mezi kontaktními elementy 50 a 70 dále existuje, když se pojistková zátka £0 společně s pojistkovou vložkou 20 nachází ještě v pracovní poloze kolébkového spínače 30.

ío Jak je rovněž z obr. 2 zřetelné, zakryje se kontrolní indikace 35 směrem vně jak ovládacím držadlem 3£ kolébkového spínače 30, tak také tělesem 2, takže kontrolní indikace není pro pozorovatele viditelná. Kontrolní indikace 35 je viditelná jen v zapnuté poloze kolébkového spínače 30, protože se pak nachází v centrální poloze uvnitř otvoru 90 tělesa 2, kterým vyčnívá ovládací držadlo kolébkového spínače 30.

Jak ovládací držadlo 31 kolébkového spínače 30, tak také ovládací část 11 pojistkové zátky £0 mají průchozí otvory 95 a 96, které jsou v koncové poloze pojistkové zátky 10, zasunuté do kolébkového spínače 30, přesazeny, tedy vzájemně nelícují. Tyto průchozí otvory 95, 96 slouží pro průchod blokovacího zařízení (není znázorněno).

K umožnění průchodu blokovacího zařízení, se musí pojistková vložka 10 vytáhnout ze své koncové polohy v kolébkovém spínači 30, takže průchozí otvory 95 a 96 alespoň částečně lícují. Blokovací zařízení zamezuje poté, co se vsune průchozími otvory 95, 96, zpětnému posunu pojistkové zátky 10 do její koncové polohy. Když se však pojistková zátka 10 nenachází ve své koncové poloze, nemůže se kolébkový spínač 30 otočit do své zapnuté polohy, protože část pojistkové zátky 10 naráží na část tělesa 2 a zamezuje přeložení kolébkového spínače 30 do zapnuté polohy. Tím je kolébkový spínač 30 spolehlivě držen ve své vypnuté poloze, což má především význam tehdy, když se musí stroje nebo elektrické přístroje, které se zásobují přes spínací pojistnou jednotku £, opravovat. Tím se spolehlivě zamezí zapnutím, způsobeným například vibracemi nebo omylem, a tím i ohrožením obsluhy.

Claims

35 PATENTOVÉ NÁROKY

1. Kolébkový spínač (30) pro spínací pojistnou jednotku (1), do kterého je zasunovatelná pojistková zátka (10) pro uložení pojistkové vložky (20), a který je uložen v tělesu (2) spínací

40 pojistné jednotky (1) výkyvné vratně mezi vypnutou polohou a zapnutou polohou, vyznačující se tím, že kolébkový spínač (30) obsahuje indikaci (35) pro kontrolu funkčnosti pojistkové vložky (20).
2. Kolébkový spínač podle nároku 1, vyznačující se tím, že indikace (35) je

45 uspořádána ve vnitřní oblasti (32) kolébkového spínače (30).
3. Kolébkový spínač podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že optická indikace (35) je uspořádána za průsvitným oknem (33).

50
4. Kolébkový spínač podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kolébkový spínač (30) sestává alespoň částečně z průsvitného materiálu, přičemž je optická indikace (35) uspořádána za průsvitným materiálem.

-5CZ 299002 B6
5. Kolébkový spínač podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že indikace (35) je uspořádána poblíž ovládacího držadla (31) kolébkového spínače (30).
6. Kolébkový spínač podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím,

5 že indikace (35) je uspořádána na straně přídržného dílu (31) přivrácené k vypnuté poloze kolébkového spínače (30) takovým způsobem, že je ve vypnuté poloze kolébkového spínače (30) zakryta částmi tělesa (2) a v zapnuté poloze kolébkového spínače (30) je viditelná.
7. Kolébkový spínač podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, ío že kolébkový spínač (30) obsahuje zařízení (50, 51, 52) pro kontrolní spínací obvod.
8. Kolébkový spínač podle nároku 7, vyznačující se tím, že zařízení (50, 51, 52) pro kontrolní spínací obvod obsahuje kontaktní elementy (50, 52), které v zapnuté poloze kolébkového spínače (30) zapínají kontrolní spínací obvod a ve vypnuté poloze kolébkového

15 spínače (3 0) ho přerušuj i.
9. Kolébkový spínač podle jednoho z nároků 7 nebo 8, vyznačující se tím, že zařízení (50, 51, 52) pro kontrolní spínací obvod jsou uspořádána ve vnitřní oblasti (32) kolébkového spínače (30).
10. Kolébkový spínač podle nároku 9, vyznačující se tím, že vnitřní oblast (32) je s výjimkou kontaktních otvorů (56, 57) pro kontaktní elementy (50, 52) v podstatě do sebe uzavřena.

25
11. Spínací pojistná jednotka (1) s tělesem (2), s kolébkovým spínačem (30), zejména podle jednoho z nároků 1 až 10, který je uložen v tělesu (2) spínací pojistné jednotky (1) výkyvné vratně mezi zapnutou polohou a vypnutou polohou, se zařízením (50, 51, 52, 53) pro kontrolní spínací obvod jakož i s indikací (35) pro kontrolu funkčnosti pojistkové vložky (10), vyznačující se tím, že indikace (35) je uspořádána v kolébkovém spínači (30),

30 přičemž indikace (35) je optická indikace.
12. Spínací pojistná jednotka podle nároku 11, vyznačující se tím, že kontaktní a/nebo spojovací elementy (70, 71) tělesa (2), kolébkového spínače (30) a/nebo pojistkové zátky (10) tvoří jak elementy hlavního spínacího obvodu, tak také kontrolního spínacího obvodu.
13. Spínací pojistná jednotka podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že těleso (2) má dále alespoň jedno kontaktní zařízení (53), které je v zapnuté poloze kolébkového spínače (30) spojeno s alespoň jedním kontaktním elementem (52), který je uspořádán v kolébkovém spínači (30) nebo pojistkové zátce (10), takže kontrolní spínací obvod je uzavřen a ve vypnuté

40 poloze kolébkového spínače (30) není v kontaktu s alespoň jedním kontaktním elementem (52), takže kontrolní spínací obvod je přerušen.