CZ55398A3 - Elektrický spínací přístroj - Google Patents

Description

Vynález se týká elektrického spínacího přístroje, zejména instalačního spínacího přístroje, s alespoň jednou kontaktní soustavou, která se skládá z alespoň jednoho nehybného kontaktu a pohyblivého kontaktu, přičemž pohyblivý kontakt je umístěn na kontaktní kolébce, která se opírá o břitový úložný kontakt a při spínání zabírá spolu se spínacím ramenem, která je z důvodů ovládání kontaktní kolébky opatřeno kulovým tlačným prvkem.

Dosavadní stav techniky

Elektrické spínací přístroje, zejména přístroje používané při instalacích v domácnostech, se v praxi používají již několik let, mají rozličné podoby a jsou vyrobeny buď v okrasném nebo pouze v účelovém provedení. Jak je známo z elektrických spínacích soustav, vzniká při oddělování kontaktů, to znamená při oddalování pohyblivé části kontaktu od nehybné části kontaktu, elektrický oblouk mezi těmito částmi kontaktu. Tento elektrický oblouk způsobuje v závislosti na velikosti proudové hustoty opalování kontaktního materiálu a zhoršuje tak spínací vlastnosti elektrického spínacího přístroje.

• ·

Aby bylo možné zajistit prakticky bezporuchový provoz spínacího zařízení, je vhodné co největší měrou omezit vznik elektrických oblouků, protože jejich úplná eliminace není možná.

Podstata vynálezu

Vycházeje z dosavadního stavu techniky, pokládá si vynález za úkol vytvořit elektrický spínací přístroj výše uvedeného druhu, u kterého by se konstrukčními prostředky co nejvíce omezila aktivní doba hoření oblouku, přičemž konstrukční provedení přístroje by mělo být co možná nejjednodušší.

Tento úkol je podle vynálezu vyřešen význakovými charakteristikami patentového nároku 1. Jiná výhodná provedení a rozvoje vynálezu vyplývají ze závislých nároků.

Během přepínání procesu vykonává spínací rameno posuvný pohyb na kontaktní kolébce, který způsobí okamžité oddálení na malou vzdálenost pohyblivé části kontaktu, umístěného na kontaktní kolébce, od příslušné nehybné části kontaktu, což má za následek zkrácení doby aktivního hoření oblouku.

Jinými slovy - konec spínacího ramene, natočený směrem ke kontaktní kolébce, klouže nebo se valí po přímce na kontaktní kolébce, která, jak již bylo výše řečeno, je umístěna na břitovém loži, přičemž spínací rameno způsobí bezprostředně • * * «

po opuštění své klidové polohy rozpojení kontaktu, tedy rozpojení pohyblivé kontaktní části a nehybné kontaktní části. Toto rozpojení kontaktu přitom podle vynálezu probíhá s mírnou rychlostí a pouze na krátkou vzdálenost.

Oproti běžným očekávání se tímto způsobem dosáhne toho, že po přerušení vodivého spojení obou částí kontaktu je kontaktní vzdálenost tak malá, že nemůže vzniknout elektrický oblouk, respektive tento elektrický oblouk nemůže hořet po delší dobu, takže teoreticky možné oblouky hoří pouze velmi krátkou dobu, a proto se oproti běžným spínacím přístrojům podstatně zkrátí aktivní doba hoření oblouku.

Podle upřednostňovaného provedení vynálezu obsahuje spínací rameno na ploše, natočené směrem ke kontaktní kolébce, vzhledem ke směru pohybu ramene po obou stranách kulovitého tlačného prvku dva vytvarované výběžky, které zabírají s kontaktní kolébkou a takto kontrolují překlápění kontaktní kolébky a tedy i její oddalování od nehybné části kontaktu. Na spínacím rameni vytvarované výběžky slouží také jako úvodem zmíněný tlačný prvek ovládání kontaktní kolébky. Přitom je výhodné dodatečně předpokládat, že kontaktní kolébka je opatřena výstupky, ubíhajícími směrem ke spínacímu rameni, které zabírají s výběžky, vytvarovanými na spínacím rameni.

Funkce tímto způsobem vytvořené kontaktní soustavy je založena na tom, že, jak již bylo výše řečeno, první manipulace s kontaktní kolébkou se vykoná pomocí prvního, • 4 • 4 · · ·

na spínacím rameni natvarováného výběžku. To se provede tak, že první výběžek dolehne na spínací rameno ještě před tím než tlačný prvek, umístěný na posuvně se pohybujícím konci spínacího ramene, překročí bod zvratu na břitového uložení. Tímto způsobem se dosáhne oddálení od nehybné části kontaktu.

Zatímco se tlačný prvek pohybuje dále po kontaktní kolébce a tedy překračuje bod zvratu na břítovém uložení, což má za následek, že se kontaktní kolébka uvolní od prvního výběžku, dolehne kontaktní kolébka na druhý výběžek spínacího ramene, který je vzadu vzhledem ke směru pohybu, to znamená za tlačným prvkem. Tento druhý výběžek zajistí, aby se nezvětšoval kontaktní odstup až do okamžiku dosažení koncové polohy spínacího ramene. Teprve až spínací rameno dosáhne své koncové polohy, to znamená svou druhou klidovou polohu (v případě, že se jedná o spínač se dvěma stabilními polohami), vymaní se kontaktní kolébka ze záběru s druhým výběžkem na spínacím rameni, takže se kontaktní kolébka otevře a nastaví se největší předpokládaný kontaktní odstup.

Vzhledem k výše popsané funkci se ukázalo jako účelné, aby oblast kontaktní kolébky, která je v kontaktu s tlačným prvkem, byla rovná a byla svým středem umístěna na úložném kontaktu.

U možného provedení vynálezu s kulovitým tlačným prvkem se při spínání spínací rameno valí kulovitým tlačným prvkem • · • · • « • · · ·

• · · · • · ·· ·♦ po kontaktní kolébce. Při změně polohy po překročení bodu zvratu břítového uložení přitom zabraňují na spínacím rameni vytvarované výběžky dalšímu otevírání kontaktního soustavy, takže kontaktní kolébka zůstane v definované vzdálenosti od příslušné části kontaktu a to do té doby než spínací rameno dosáhne své koncové polohy.

Podle vynálezu lze jednoduchým a spolehlivým způsobem nastavit geometrickým tvarem a polohou vytvarovaných výběžků spínací čas, polohu spínacích časových bodů, spínací rychlost a jejich časové průběhy.

Zatímco tlačný prvek přemísťuje ve směru pohybu svůj bod dotyku s kontaktní kolébkou, na spínacím rameni vytvarované výběžky překlápí kontaktní kolébku ve spolupráci s tlačným prvkem a odpovídající výběžek přitom v důsledku svého překlápění působí na kontaktní kolébku a tímto způsobem se oddálí pohyblivý kontakt, umístěný na kontaktní kolébce, od nehybného kontaktu. Kontaktní kolébka přitom doléhá na odpovídající výběžek, což má za následek, že pohyblivý kontakt je udržován v malé vzdálenosti od nehybného kontaktu a při překročení úložného kontaktu tlačným prvkem zaujme pohyblivý kontakt spontánně zcela otevřenou polohu.

Toto a jiná provedení a zlepšení vynálezu jsou předmětem podnároků.

···· · ·· · ···;··· . · .· • · ... ·· ·· ··· · * • · ΐ . · · · ··· . ........

Přehled obrázků na výkresech

Vynález, jeho výhodná provedení a zlepšení, stejně tak jako jeho výhody jsou dále blíže vysvětleny a popsány na základě příkladu provedení, který je schematicky zobrazen na obrázcích.

Obr. 1 zobrazuje část řezu kontaktní soustavou spínacího přístroje podle vynálezu v první spínací poloze.

Obr. 2 zobrazuje část řezu kontaktní soustavou spínacího přístroje podle vynálezu v druhé spínací poloze.

Obr. 3 zobrazuje část řezu kontaktní soustavou spínacího přístroje podle vynálezu ve třetí spínací poloze.

Obr. 4 zobrazuje část řezu kontaktní soustavou spínacího přístroje podle vynálezu ve čtvrté spínací poloze.

Obr. 5 zobrazuje část řezu kontaktní soustavou spínacího přístroje podle vynálezu v páté spínací poloze.

Obr. 6 zobrazuje část řezu kontaktní soustavou spínacího přístroje podle vynálezu v šesté spínací poloze.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 ukazuje část řezu kontaktní soustavou 10 spínacího přístroje podle vynálezu v první spínací poloze, tedy v jedné ze dvou koncových poloh. Kontaktní soustava 10 obsahuje spínací rameno 12, kontaktní kolébku 14, na které je umístěna pohyblivá část kontaktu 16, a dvě nehybné části kontaktu 1 8, 20, mezi kterými se může naklápět kontaktní kolébka 14 a tímto způsobem je může střídavě kontaktovat.

Spínací rameno 1 2 je uložena tak, že se může naklápět okolo bodu 13. Přitom je určitým způsobem kolmá na kontaktní kolébku 14, na kterou působí. Kontaktní kolébka 14 je uložena na břítu 22, ke kterému náleží připojovací kontakt 24, jenž tvoří s kontaktní kolébkou 14 jednu jedinou elektrickou součást. Aby bylo možné manipulovat s kontaktní kolébkou 14, předpokládá se na čelní stěně 25 spínacího ramene 12, které je natočené směrem ke kontaktní kolébce 1 4, tlačný prvek 26, který je přednostně tvořen koulí 26, vytlačovanou zde blíže neznázorněnou tlačnou pružinou. Koule 26 se při spínání kutálí po kontaktní kolébce 14 a tímto způsobem vyvolá prakticky bez tření přepnutí z první koncové polohy do druhé koncové polohy.

Spínací rameno 12 je na té koncové části, která se nachází blíže ke kontaktní kolébce 14, opatřeno výběžky 28, 29, které ubíhají ve směru pohybu spínacího ramene 1 2 a jejichž tvar je přizpůsoben tvaru kontaktní kolébky 14 a je s ní kompatibilní. Podle vynálezu má kontaktní kolébka 14 takový • »· · • « • ·

tvar, že oblast 30 kontaktní kolébky 14, překlápěná tlačným prvkem 26 spínacího ramene 12, je na svých horizontálně umístěných koncích ohraničena vyvýšenými okraji 32, 33, přičemž na jedné straně (na obrázcích to je strana levá) je okraj horizontálně prodloužen a nadzdviháván pohyblivou částí kontaktu 24.

Účel těchto speciálních výběžků 28, 29, stejně tak jako okrajů 32, 33 je vysvětlen na základě obrázků 1 až 6, které ukazují průběh pohybu spínacího ramene 12 a kontaktní kolébky 14.

Jak již bylo zmíněno, ukazuje obr. 1 kontaktní soustavu 1 0 podle vynálezu v první koncové poloze, ve které se jak spínací rameno 12, tak i kontaktní kolébka 14 nacházejí v nakloněných polohách, to znamená, že zaujímají polohy, které jsou odkloněny od horizontály, respektive od vertikály.

Na obr. 2 je spínací rameno 12 vykloněné ze šikmé koncové nebo klidové polohy, zobrazené na obr. 1, do vertikální polohy. Tlačný prvek 26 se přitom svým zenitem nachází ještě před břitem 22, přičemž okraj 3 3 kontaktní kolébky 14, odkloněný od pohyblivé části kontaktu, naléhá na spínací rameno 12 výběžkem 29, nacházejícím se na této straně. Toto nalehnutí však způsobí, že se kontaktní kolébka 14 oddálí od kontaktu 20 a s ohledem na panující pákové poměry bude udržovat definovanou vzdálenost pohyblivé části kontaktu £6 od pevné části kontaktu 22.

«· ···♦ φ· ·· • v • · · ··**·· ···· : ··’··’

Na obr. 3 dále pokračuje překlápění a bod dotyku tlačného prvku 26 se nachází již za břitovým uložením 22. To znamená, že s ohledem na pozměněné pákové poměry působí překlápivá síla na kontaktní kolébku 14 již za místem, ve kterém je opřena o břit 22, takže kontaktní kolébka 14 se dále překlápí. Pohyblivá část kontaktu 16, umístěná na protilehlé straně kontaktní kolébky 14, se tedy dále vzdaluje od spodní nehybné části kontaktu 20 až konečně dosáhne druhé koncové polohy kontaktní soustavy 10, ve které pohyblivá část kontaktu 16 doléhá na horní nehybnou část kontaktu 1 8. Tato poloha je zobrazena na obr. 4.

Na obr. 5 a 6 je znázorněn průběh pohybu spínacího ramene 12 a kontaktní kolébky 14 při zpětném přepínání. V souladu s obr. 2 a 3 jsou znázorněny odpovídající mezipolohy při opětovném přepínání spínací ramene 12, pomocí kterých se dosáhne spínací polohy, znázorněné na obr. 1.

Podstata uspořádání kontaktní soustavy 10 podle vynálezu spočívá v tom, že překlápěcí pohyb kontaktní kolébky 14 není skokový, jak je tomu u běžných spínacích přístrojů, nýbrž je určitým způsobem postupně prodlužován, takže během procesu spínání zde spínaných elektrických proudů nemůže z důvodů oddálení pohyblivé části kontaktu 16 vzniknout elektrický oblouk nebo je tak rychle uhašen, že nezpůsobí opálení kontaktů, a proto zůstanou kontakty chráněny.

Tento technický problém je vyřešen uspořádáním podle vynálezu kontaktní kolébky 12 a jejími odpovídajícími ·· ·»·· • · · * · · ·* ·· výběžky, které se předpokládají alespoň ve směru překlápění, ale mohou být například vytvořeny také po obvodě čelního konce v podobě jakéhosi prstence. Proto je důležité, že kontaktní kolébka 1 4 má odpovídající kompatibilní tvar, který zabírá společně s výběžky na spínací ramene 1 2.

Claims (7)

1. Elektrický spínací přístroj, zejména instalační spínací přístroj, s alespoň jednou kontaktní soustavou /10/, která se skládá z alespoň jednoho nehybného kontaktu /18, 20/ a pohyblivého kontaktu /16/, přičemž pohyblivý kontakt /16/ je umístěn na kontaktní kolébce /14/, která se opírá o břitové uložení /22/ s připojovacím kontaktem /24/ a při svém spínání zabírá spolu se spínacím ramenem /12/, která je z důvodů ovládání kontaktní kolébky /14/ opatřeno kulovým tlačným prvkem /26/ vyznačující se tím, že při spínání vykonává spínací rameno /12/ posuvný pohyb na kontaktní kolébce /14/; ž e spínací rameno /12/ přitom způsobí brzké oddálení na malou vzdálenost pohyblivé části kontaktu /16/, umístěné na kontaktní kolébce /14/, od odpovídající nehybné části kontaktu /18, 20/, čímž se dosáhne kratší aktivní doby hoření oblouku.

2. Elektrický spínací přístroj podle nároku 1 vyznačující se tím, že spínací rameno /12/ obsahuje na konci, natočeném směrem ke kontaktní kolébce /14/, vzhledem ke směru pohybu ramene po obou stranách kulovitého tlačného prvku vytvarované výběžky /28, 29/, které zabírají společně s kontaktní kolébkou /14/ a takto kontrolují překlápění kontaktní kolébky /14/ a tím i její oddalování od nehybné části kontaktu /18, 20/.

·· φφ • Φ ··*♦

3. Spínací přístroj podle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že kontaktní kolébka /14/ je opatřena okraji /32, 33/, natočenými směrem ke spínacímu rameni /12/, které zabírají společně s výběžky /28, 29/, vytvarovanými na spínacím rameni /12/.

4. Spínací přístroj podle nároku 1 až 3 vyznačující se tím, že oblast kontaktní kolébky /12/, na kterou působí tlačný prvek /26/, je rovná a je svým středem uložena na břitovém uložení /22/.

5. Spínací přístroj podle nároku 4 vyznačující se tím, že spínací rameno /12/ se při spínání valí kulovitým tlačným prvkem /26/ po kontaktní kolébce /14/; ž e při změně polohy po překročení břitového uložení /22/ zabrání výběžky /28, 29/, natvarované na spínacím rameni /12/, dalšímu otevírání kontaktní soustavy a ž e kontaktní kolébka /14/ zůstane v definované vzdálenosti od příslušné části kontaktu /18, 20/ a to do té doby než spínací rameno /12/ dosáhne své koncové polohy.

6. Spínací přístroj podle jednoho z předcházejících nároků vyznačující se tím, že geometrickým tvarem a polohou vytvarovaných výběžků /28, 29/ lze nastavit spínací čas, polohu spínacích časových bodů, spínací rychlost a jejich časové průběhy.

7. Spínací přístroj podle jednoho z předcházejících nároků vyznačující se tím, že spínací rameno /12/ s na něm vytvarovanými výběžky /28, 29/ se naklápí a tlačný prvek /26/ přemísťuje svůj bod dotyku s kontaktní kolébkou /14/ ve směru pohybu; ž e přitom odpovídající výběžek působí v důsledku svého naklápění na kontaktní kolébku /14/ a tímto způsobem oddaluje pohyblivý kontakt /16/, umístěný na kontaktní kolébce /14/, od nehybného kontaktu /18, 20/; ž e kontaktní kolébka /14/ přitom doléhá na odpovídající výběžek /28, 29/; ž e v důsledku toho je pohyblivý kontakt /16/ udržován v malé vzdálenosti od nehybného kontaktu /18, 20/ a že při překročení břitového uložení tlačným prvkem /26/ zaujme pohyblivý kontakt /16/ spontánně zcela otevřenou polohu.