CZ309177B6

CZ309177B6 - Vypínač

Info

Publication number: CZ309177B6
Application number: CZ2006236A
Authority: CZ
Inventors: Ivan Ăšlehla; Ivan Ing Úlehla
Original assignee: HESS R&D, s.r.o
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2022-04-20
Also published as: GB0706835D0; CZ2006236A3; PL209196B1; HU3431U; PL382160A1; HU0700058V0

Abstract

Vypínač, obsahuje, ve skříni, 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. 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 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 vzpěrné 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) vzpěrného táhla (24), jehož druhý 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) otočného spojení vzpěrného táhla (24) se vzpěrným ramenem (23) je vložena tlačná pružina (240).

Description

Vypínač

Oblast techniky

Vynález 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, kde je snaha vytvořit takové pružinové mechanismy, které jednak drží kontakty sepnuté a jednak 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 zbrzděn a rychlost spínání nebo rozpínání kontaktů je tak zmenšena.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody se v podstatné míře řeší vypínačem, podle předkládaného vynálezu, 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 kontaktu, je uloženo vzpěmé rameno ovládání pohyblivého kontaktu, které prochází s vůlí mezerou v prstenci, vytvořeném na ovládací páčce, a na jehož konci jek 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 vzpěmého ramena je, v axiálním směru, vytvořeno drážkové zahloubení nebo drážkový průchozí otvor, ato 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. Výhodné je také, jestliže tlačná pmžina 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 pmžinou se nalézá zadní okraj mezery v prstenci ovládací páčky v místě počátku dotyku s bokem vzpěmého

- 1 CZ 309177 B6 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 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 o tvarovanou hranu otočného segmentu. Konečně je i výhodou, jestliže těleso pohyblivého kontaktuje opřeno o pmžinu, působící ve směm rozpínání kontaktů.

Tím se dosáhne vytvoření vypínače, kde je zamčeno 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 zamčeno 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. Zamčení bezpečné rychlosti spínání a rozpínání pak má následně příznivý vliv na životnost a spolehlivost kontaktů. Propojením vzpěmých ramen ovládání pohyblivého kontaktu, při vícepólových provedeních 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.

Objasnění výkresů

Vynález je dále podrobněji vysvětlen a popsán 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 uskutečnění vynálezu

Vypínač v příkladném provedení je vytvořen tak, že obsahuje ve skříni vypínače, zde neznázoměné, otočně uloženou ovládací páčku 1 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 1 je vytvořeno stabilizační rameno 11. na jehož konci 111 je otočně připojeno jedno rameno vlásenkové pružiny 21. jejíž dmhé rameno je otočně uloženo ve skříni vypínače, a současně na ose 22, která je excentricky umístěna vůči ose čepu 10 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 táhla 24, jehož druhý 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 U pevně

-2CZ 309177 B6 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, vytvořen drážkový průchozí otvor 221, a to s úpravou pro vložení drážkového spojovacího členu, zde ne znázorněného. To je úprava, použitelná pro boční spojení více vypínačů, kde se žádá synchronizace při zapínání a vypínání. Jako drážkový spojovací člen, zde ne znázorněný, 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 předpjatém 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 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 táhlového mechanismu 20 v mrtvém bodě spojovacího místa stabilizačního ramena 11 ovládací páčky 1 s vlásenkovou pmžinou 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 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 vzpěmého ramene 23 a vzpěmého táhla 24 za jejich mrtvým bodem. V takové situaci bude zvláště dobře vymezena vůle v mechanismu, a především se nej efektivněji napomůže razantnímu dokončení 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 signalizačního 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 1 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 1 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 1 na vzpěmé rameno 23. Dále již síla vlásenkové pružiny 21 podpomje spínací akci, resp. pohyb ve spínacím směm, 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 směm stlačovat tlačná pmžina 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 konkrétně až do polohy, kdy se vzpěmé rameno 23 opírá o koncový doraz 200. vytvořený ve skříni vypínače. Na

-3 CZ 309177 B6 obr. 6, obr. 7, obr. 8 a obr. 9 je pak patrný rozfázovaný zpětný, tedy rozpínací pohyb ovládací páčky 1 a návazně celého pákového a táhlového mechanismu 20. Na jednotlivých vyobrazeních je současně patrný i natáčivý pohyb drážkového otvoru 221 osy 22 vzpěmého ramena 23, kde je možno provést boční propojení více vypínačů, a to za účelem jejich synchronizované spínací a 5 vypínací funkce.

Průmyslová využitelnost to Zařízení je využitelné jako vypínač, a to pro spínání a rozpínání proudů řádu desítek až stovek 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

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vypínač obsahující 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 o pevný kontakt a v klidové 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), najehož konci (111) je otočně připojeno jedno rameno vlásenkové pružiny (21), jejíž druhé rameno je otočně uloženo ve skříni spínače, a současně na ose (22), která je excentricky umístěna vůči ose čepu (10) pro otočné uložení ovládací páčky (1), a to vyosením směrem k ovládacímu 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 najehož konci (231) je k němu otočně, s použitím pomocného pouzdra (232), připojen první konec (241) vzpěmého táhla (24), jehož druhý 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) otočného spojení vzpěmého táhla (24) se vzpěmým ramenem (23) je vložena tlačná pružina (240).
2. Vypínač podle nároku 1, vyznačený tím, že čep (10) pro otočné uložení ovládací páčky (1) je pevně spojen ve skříni 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), ato s úpravou pro vložení drážkového spojovacího členu.
3. Vypínač podle nároků 1 a 2, vyznačený tím, že tlačná pmžina (240) na vzpěmém táhle (24) je uložena v předpjatém stavu.
4. Vypínač podle nároků 1 až 3, vyznačený tím, že při poloze zapínaného pákového a táhlového mechanismu (20) v mrtvém bodě spojovacího místa stabilizačního ramena (11) ovládací páčky (1) s vlásenkovou pmžinou (21) se nalézá spojovací místo vzpěmého ramena (23) se vzpěmým táhlem (24) před svým mrtvým bodem.
5. Vypínač podle nároků 1 až 4, 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 pmžinou (21) se nalézá zadní okraj mezery (121) v prstenci (12) ovládací páčky (1) v místě počátku dotyku s bokem vzpěmého ramene (23).
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 kontaktu (4) se nalézá spojovací místo vzpěmého ramene (23) a vzpěmého táhla (24) za jejich mrtvým bodem.
7. Vypínač podle nároků 1 až 6, vyznačený tím, že ve skříní vypínače je uspořádán ukazovací mechanismus (60) polohy kontaktů (3, 4), přičemž ukazovací mechanismus (60) sestává 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 pmžinou (62) směrem proti prvnímu konci (631) signalizačního táhla (63),

-5CZ 309177 UI které je svým druhým koncem (632) otočně uloženo v pomocném pouzdře (232) vzpěmého táhla (23).
8. Vypínač podle nároků 1 až 7, 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 5 drážce (100), vytvořené pevně vůči skříni vypínače, a opírá se o otočný segment (61).
9. Vypínač podle nároků 1 až 8, vyznačený tím, že nosné rameno (30) pohyblivého kontaktu (3) je opřeno o kontaktovou pružinu (41), působící ve směru rozpínání kontaktů (3, 4).