NL8502552A - Verbeterde verklikkerinrichting voor schakelingsonderbreker. - Google Patents

Description

/ \κ / y> i

Verbeterde verklikkerinrichting voor schakelingsonderbreker

Bekende schakelingsonderbrekers worden gewoonlijk geplaatst in 1 werkopstelling ofwel alleen, ofwel in groepen van naast elkaar aange- ; brachte eenheden. Deze eenheden kunnen een handvat, dat uitsteekt van-; af de schakelingsonderbreker, of meerdere schakelaars, die voorzien ; 5 worden in het huis, omvatten. In elke situatie wordt het handvat ver- ; schaft in twee uiterste posities en één enkele tussenpositie. Wanneer ; de belastingsschakeling, direct verbonden met de schakelingsonderbreker, overbelast wordt, slaat de schakeling af, hetgeen veroorzaakt, dat het: werkhandvat verplaatst wordt van de AAN-uiterste positie naar de 10 tussenpositie, alsook het onderbreken van de stroom, geleid naar de belastingsschakeling.Wanneer een aantal van zulke schakëlingsonder-brekers zich in een groep bevinden, zoals gewoonlijk het geval is, is het moeilijk vast te stellen wélk handvat of welke schakelaar van de schakelingsonderbrekers in afgeslagen positie is, in het bijzonder 15 omdat de meeste schakelingsonderbrekers zich in cellen of soortgelijke plaatsen met zwak licht bevinden. Bovendien, zelfs wanneer de schakelingsonderbrekers zich op plaatsen in het volle licht bevinden, is het: vaak moeilijk de bepaalde schakelingsondérbreker. te bepalen, die afge-slagen is. Wanneer een overbelasting plaats vindt en de schakeling af-20 slaat is dit natuurlijk belangrijk, omdat hij gevonden en gecorrigeerd moet worden, alvorens de schakelingsonderbreker terug te stellen door het werkhandvat of schakelaar te verplaatsen naar de UIT-uiterste positie, voordat hij kan worden verplaatst naar de AAN-positie.

Het Amerikaanse octrooi 4.056.816 van Raul Guim, toont een 25 verlichte schakelingsonderbreker, die een lichtuitzendende diode gebruikt om aan te geven wanneer de schakelingsonderbreker afgeslagen is. Deze diode wordt verschaft in een schakeling parallel aan de hoofdschakelaar van de schakelingsonderbreker, die een weerstand in serie met de licht uitzendende diode omvat.Echter, een moeilijkheid, 30 ondervonden door de inrichting getoond in genoemd octrooi, is de begrenzing van de maximum spanning, die hij kan weerstaan. Stroom-stootomstandigheden in een electriciteitsnet, of die welk kunstmatig - 2 - voortgebracht zijn door onderzoekslaboratoria om mogelijke stroomstoten in het electriciteitsnet te simuleren, vereisen dat deze inrichting weerstand bieden tot 1500 volt, wanneer geschakeld wordt. Onder deze schakelomstandigheid zal elke hoge spanning, die over de 5 schakelingaanderbreker verschijnt, feitelijk toegevoerd worden aan de belasting in serie met de licht uitwendende diode en de weerstand, die gebruikt wordt als een spanningverminderend element. Omdat de impedantie van de licht uitwendende diode en de weerstand typisch ongeveer 25000 ohm is, zal alle stroomstootspanning verschijnen over 10 deze weerstand gedurende de halve periode waarin de lichtuitwendende diode geleidend is, omdat de impedantie verschillende malen groter is dan die van de belasting.

Derhalve, moet de weerstand, die gebruikt wordt in het genoemde octrooi, een bereik van verschillende watt bezitten, vanwege 15 zijn warmte dissipatie in een omgeving zonder feitelijk enige ventilatie en ontbreken aan warmte geleidingsbanen van de schakelingsonderbreker naar buiten. Bovendien moet de weerstand een voldoende.' lengte bezitten om de spanningsgradiënt te weerstaan, die aanwezig zal. zijn langs de lengte van de weerstand. Vanwege de ruimtelijke beperking 20 van de schakelingsonderbreker, is het absoluut onmogelijk een dergelijke weerstand daar binnenin te plaatsen, en de bekende weerstanden, die gebruikt worden, zullen het begeven vanwege de hoge temperatuur, het optreden van een boog of een combinatie van beide.

De onderhavige uitvinding lost alle moeilijkheden uit de 25 bekende techniek op door een verlichte verklikkerschakeling te verschaffen voor gewone schakelingsonderbrekers, die 'bescherming bieden tegen abnormale stroomstootspanningen, wanneer zij opgeblazen zijn door een overbelasting, of wanneer zij onderzocht zijn onder gesimuleerde soortgelijke omstandigheden.Deze schakeling gebruikt 30 een reactie/element, zoals een condensator, die in serie geschakeld wordt met een lichtuitzendende diode. Deze aanwijsschakeling wordt parallel verbonden met de hoofdschakelaar van de schakelingsonderbreker. Wanneer de schakelingsonderbreker afgeslagen is, wordt het bewegende contact verplaatst van een vast contact van baan tengevolge ' 35 van de werking van een thermoelectris’che of magnetisch schakelelement.

85 02 55 2 - 3 -

Deze verplaatsing opent de schakeling tussen een aansluitklembaan en de schakelingsbelasting. Tegelijkertijd wordt de schakeling, die ; parallel staat aan de hoofdschakelaar en de condensator en de licht-uitzendende diode omvat, verbonden tussen de aansluitklembaan en 5 de schakelingsbelasting. Daar licht de lichtuitzendende diode op en er kan gemakkelijk bepaald worden wélke van het aantal schakelings-onderbrekers afgeslagen is.

De bovengenoemde en andere doeleinden, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijker worden uit 10 de volgende beschrijving daarvan, in samenhang met de begeleidende tekeningen.

Fig. 1 is een dwarsdoorsnede van een bekende schakelings-onderbreker, omvattende de verklikkerschakeling van de onderhavige uitvinding; 15 fig. 2 is een dwarsdoorsnede van een bekende schakelings- onderbrèker, omvattende de verklikkerschakeling van de onderhavige uitvinding nadat de schakelingsonderbrëker afgeslagen is; fig. 3 is een schema van de schakeling, getoond in fig. 1, in zowel de AAN- als de UIT-positie; 20 fig. 4 is een schakelschema van de schakelingsonderbrëker, getoond in fig. 2; fig. 5 is een schakelingsschema van een magnetische schakelingsonderbrëker in zowel de AAN- als de UIT-positie; en fig. 6 is een schakelingsschema van fig. 5 nadat de 25 schakelingsonderbrëker afgeslagen is.

Zoals getoond is in de figuren 1 en 2 wordt een standaard thermoelektrisch bediende schakëlingsonderbreker verschaft in een huis of doos 10 van geschikt isolerend materiaal. De deksel of voorzijde van de schakelingsonderbrëkër wordt weggelaten uit de teke-30 ningen om de inwendige delen daarin te kunnen tonen. Alhoewel het voor deze bepaalde uitvinding niet belangrijk is, zijn de doos en de deksel typisch vervaardigd uit een gegoten isolerende kunststof. Een handvat 14 wordt verschaft, dat zich uitstrekt door een gedeelte van het huis 12. Zoals getoond is in fig. 1 wordt het handvat 14 35 afgebeeld in de AAN-positie met de doorgetrokken lijnen, en in de - 4 - UIT-positie 14' zoals getoond wordt met de onderbroken lijnen. Bovendien toont fig. 2 het handvat in afgeslagen positie.

Een vast contact 16 wordt gemonteerd op een beugel 18 van een aansluitklembaan, welke ontworpen: . wordt om ineen te grijpen ; 5 met een léidingsbus, wanneer de schakelingsonderbreker in een ver- i ! delingspaneel ingevoegd wordt, vaak verschaft op een donkere plaats of plaats met zwak licht. Een verplaatsbaar contact 20 wordt gemonteerd op een contactdrager 22.

Een schakèlarm 24 wordt gedraaid op een naaf 26 binnenin 10 het huis 10 om te draaien tussen de AAN-positie, getoond in fig. 1, en de geschakelde positie, getoond in fig. 2. Een spanveer 28 over het midden heen, met één uiteinde verbonden aan de contactdrager 22 en het andere uiteinde verbonden met de schakèlarm 24, wordt eveneens verschaft. Het handvat 14, de contactdrager 22 en de veer 28 15 vormen een inrichting die over het midden heenloopt, of een hefbooms-schakelaar, die dient als het werkend mechanisme om het verplaats-baar contact tegen het vaste contact 16 aan te zetten, wanneer de veer 28 zich aan één zijde van een draaipunt 30 bevindt, zoals getoond in fig. 1, en om het verplaatsbaar contact 20 in de open positie 20 te zetten, wanneer de veer 28 zich aan de andere zijde van het draaipunt 30 bevindt, zoals getoond in fig. 2.

Een verbindingsschroef 32 voor de aansluitklem van de belasting voor het verbinden van de schakelingsonderbreker met een belastingsschakeling wordt binnenin het gegoten huis 10 geplaatst.

25 Deze schroef wordt gedraaid door èen staafvormige bus 34 heen, die geklonken of geschroefd is in het huis 10 bij 36.

Een thermisch reagerend vergrendelingsorgaan 38 wordt electrisch verbonden met het verplaatsbare contact 22 door middel van een buigzame geleider 40, typisch van koperdraadkabel. Dit 30 thermisch reagerend orgaan 38 is in het algemeen een haakvormig bimetalen thermostaat-element, met tenminste twee lagen van metaal, verschaft met verschillende thermische uitzettingscoefficiënten, zodanig dat het element buigt wanneer het onderworpen wordt aan toegenomen temperatuur. Een einde van de buigzame geleider 40 wordt 35 direct bevestigd aan één einde van het bimetalen orgaan 38 en het - 5 - andere uiteinde wordt verbonden met de contactdrager 22. Het andere einde van het bimetalen orgaan wordt verbonden door de staafvormige bus 34 heen met de aansluitklemschroef 32 voor de belasting.

Een lichtuitzendende diode 50 wordt verschaft in een schake-5 ling;, parallel met de hoofdschakelaar van de schakelingsonderbreker, verschaft tussen de beugel 18 van de aansluitklembaan en de aansluit-; klemschroef 32 van de belasting. Een geïsoleerde geleider 42 wordt verbonden bij één einde met de achterzijde van de beugel 18 van de aansluitklembaan en bij het andere uiteinde met een stroombegrenzings-10 condensator 44. De condensator 44 wordt op zijn beurt verbonden via een geleider 46 met één zijde 48 van de lichtuitzendende diode 50.

Deze diode wordt verzonken in de doosrand 12, zodat hij uitstekend zichtbaar is. De tweede zijde van de lichtuitzendende diode 50 wordt verbonden door een geleider 52 met een arm 54, die een contact 56 15 daarop heeft. Het contact 56 verschaft een electrische verbinding met de schakelaararm 24, wanneer de arm geschakeld is naar de positie 24', zoals getoond is in fig. 2. De stroom gaat dan door de schakel-arm 24' heen naar de contactdrager 22, getoond in positie 22'. De stroom gaat dan vanaf de contactdrager 22 door de geleider 40 naar het 20 bimetaalelement 38 en derhalve door de staafvormige bus 34 naar de aansluitklemschroef 32 van de belasting, waarmee de belasting normaliter :: verbonden wordt.

Zoals getoond wordt in de bekende techniek werkt de schakelingsonderbreker op een gebruikelijke manier voor het openen en sluiten 25 van contacten en derhalve voor het schakelen bij een overbelastings-toestand. Alhoewel het voor de onderhavige uitvinding niet dwingend is, wordt de bekende schakelingsonderbrekerconstructie uit het Amerikaans octrooi 3.930.211 getoond. Bijvoorbeeld houdt gedurende normale omstandigheden het hoekvormige orgaan bij het uiteinde van 30 het thermisch, reagerende orgaan 38 de schakelarm 24 vast in een positie van het contact 56 vandaan gericht. Echter, wanneer hij onderworpen wordt aan een overbelastingstoestand, buigt het thermisch reagerende orgaan 38 naar buiten tengevolge van zijn bimetaal eigenschappen, waarbij de schakelarm 24 vrijgegeven wordt om contact te 35 maken met het contact 56.

8502552 - 6 -

De figuren 5 en 6 tonen schakelingsschema's van de werking van een magnetische schakelingsonderbreker, die in veel opzichten lijkt op de thermo-elektrische schakelingsonderbreker getoond in de figuren 1-4. Bijgevolg zullen dezelfde referentienummers, welke 1 5 gebruikt zijn in de figuren 1-4, gebruikt worden met betrekking tot de figuren 5 en 6. In deze situatie wordt een anker 60 verschaft, dat uitsteekt door een magneetspoel 62 heen. Dit anker en de magnetische spoel komen in de plaats van de schakelarm 24 en het bimetalen vergrendelingselement 38, getoont in de figuren 1-4. Het anker 60 10 verbindt eveneens electrisch de contactdrager 22 met een contact 64 nadat de belastingsschakelaar opgeblazen is. Het anker 60 voltooit dan de schakeling via contact 56 naar verbindingsorgaan 52 en de lichtuitzendende diode 50. Wanneer een overbelasting gevoeld wordt, trekt het anker 60 aan de contactdrager 22 om zijn contact te ver-15 plaatsen van het vaste contact 16 vandaan en verplaatst contact 64 naar de plaats bij contact 56 die de schakeling voltooit, zoals getoond is in fig. 6. Deze verplaatsing veroorzaakt dat de schakeling vanaf de leidingsbus 18 via het verbindingsorgaan 42 langs condensator 44 naar geleider 46 en naar de lichtuitzendende diode 50 gaat.

20 Bijgevolg wordt de lichtuitzende diode 50 in werking gezet en blijft hij oplichten. De schakelingsbaan loopt dan verder door het anker 60, door contactdrager 22 en door de magneetspoel 62 en het verbindingsorgaan 66 naar de aansluitklemschroef 32 van de belasting .

In werking bedient het handvat 14 contactdrager 22 om de 25 schakeling te maken of te verbrfeken via contact 16 en buisvormige aansluitklembus 18. Wanneer een overbelasting in de schakeling getoond in de figuren 1-4 gevoeld wordt, wordt de schakeling van het contact 16 naar het contact 20 van de contactdrager verbroken door het verplaatsen van het bimetaalorgaan 38 en de schakelarm 24, die 30 verplaatst wordt naar positie 24'. Deze verplaatsing voltooid een schakeling vanaf geleider 52 via de contactdragende arm 54 en contact 56, waardoor de parallelschakeling voltooid wordt, omvattende de lichtuitzendende diode 50, die blijft oplichten totdat het handvat 14 daarna wordt bediend om de schakelingsonderbreker opnieuw te 35 verbinden . Op gelijke wijze, wanneer een overbelasting gevoeld wordt - 7 - door de magnetische schakelingsonderbreker getoond in de figuren 5 en 6, wordt de belastingschakeling onderbroken door de spoel 62, die het anker 60 verplaatst om de belastingschakeling tussen het vaste contact 16 en met de verplaatsbare contactdrager.20 te onderbreken.

5 Deze verplaatsing voltooit de schakeling tussen het ankercontact 64 en het diodecontact 56 om de lichtuitzendende diode in werking te zetten en in lichtende toestand te houden, totdat het handvat 14 daarna bediend wordt om de schakelingsonderbreker te sluiten.

Door zowel de thermoelektrisch bediende schakelingsonder-10 breker, getoond in de figuren 1-4, als de magnetische schakelings-onderbreker, getoond in fig. 5 en 6, te gebruiken wanneer een overbelasting gevoeld wordt, zal de reactieve stroombegrenzende condensator 44 in het algemeen een impedantie bezitten die vele malen groter is dan de impedantie van de belasting. Daarom zal het grootste 15 deel van de wisselspanning, verschaft door de busleiding, gezet worden over de parallelle verklikkerschakeling, voorzien van condensator 44. Omdat een condensator en geen weerstand gebruikt wordt als stroombegrenzende inrichting, bestaat er niet het probleem van opwekken van warmte. Bovendien moet de bepaalde condensator een hoge dielek-20 trische doorslagspanning bezitten, zoals verschaft door keramische condensatoren.

Vele veranderingen en wijzigingen in de uitvoeringsvormen van de uitvinding hierboven kunnen natuurlijk aangebracht worden zonder het kader van de uitvinding te buiten te gaan. Bijvoorbeeld 25 is het duidelijk, dat de schakelingsonderbreker, die gebruikt wordt met de parallelle aanwijsschakeling, niet gebouwd hoeft te worden met de beperking voor alleen de schakelingsonderbreker, getoond en beschreven hierboven, en verschillende op gelijke wijze geconstrueerde en bediende schakelingsonderbrekers kunnen gebruikt worden.

30 Bovendien, alhoewel aangegeven wordt dat een lichtuitzendende diode verbruikt wordt als verlichtingsorgaan van de verklikkerschakeling, zouden andere verlichtingsinrichtingen, zoals vloeibare kristallen of electroforetische aanwijsorganen gebruikt kunnen worden. Verder, alhoewel deze uitvinding beschreven is met betrekking tot een enkele 35 schakelingsonderbreker, wordt een reeks van naast elkaar geplaatste -8.- * schakelingsonderbrekers, met verlichtingsinrichtingen, elk apart verbonden met elke schakelingsonderbrèker, voorzien binnen het kader van de uitvinding. ! 8502 55 2

Claims (4)

1. Schakelingsonderbreker, voorzien van een eerste vast contact, verbonden met een ingangsaansluitklem, een verplaatsbaar contact, verschaft op een contactarm welke verplaatsbaar is tussen een gesloten positie, die direct in contact staat met het eerste 5 vaste contact, en een open positie van het eerste vaste contact vandaan, een belastingsaansluitklem, verbonden met een belasting via het eerste vaste en verplaatsbare contact gedurende normale werking en onderbroken ten opzichte van het eerste vaste contact gedurende de overbelastingswerking, een voelorgaan voor het voelen van de 10 aanwezigheid van een overhelastingsomstandigheid over de schakelingsonderbreker, waarbij het voelorgaan verbonden is met de belastingsaansluitklem, een schakelorgaan dat gevoelig is voor de verplaatsing van het voelorgaan, waarbij het schakelorgaan werkzaam is om contact te maken met een tweede vast contact wanneer het voelorgaan een over-15 belastingsomstandigheid voelt, en een verklikkerschakeling parallel met de ingangsaansluitklem en de belastingsaansluitklem en in serie met het tweede vaste contact en het schakelorgaan, waarbij de verklikkerschakeling een verlichtingsinrichting omvat, waarbij de verklikkerschakeling gekenmerkt wordt, doordat een reactieve stroombegrenzende 20 inrichting (44) wordt verschaft in serie met de verlichtingsinrichting, waarin de verlichtingsinrichting werkt, wanneer een overbelastings-omstandigheid gevoeld wordt.

2. Schakelingsonderbreker volgens conclusie 1, verder gekenmerkt, doordat de reactieve stroombegrenzende inrichting een 25 condensator is.

3. Schakelingsonderbreker volgens conclusie 1, verder gekenmerkt, doordat het voelorgaan een thermisch bediend bimetaal is.

4. Schakelingsonderbreker volgens conclusie 1, verder gekenmerkt, doordat het voelorgaan magnetisch bediend wordt.