PL179599B1 - Wyłącznik instalacyjny - Google Patents

Abstract

1 Wyłącznik instalacyjny zawierający mechanizm napędowy, składający się z dźwigni wyzwalającej wraz z zapadką i jej sprężynąoraz styku ruchomego wraz ze sprężyną stykową, wyzwalacz elektromagnetyczny ze stykiem stałym połączony z dźwigniąwyzwalającąmechanizmu napędowego za pośrednictwem rdzenia ruchomego, wyzwalacz termobimetalowy połączony z dźwignią wyzwalająca mechanizmu napędowego za pośrednictwem cięgna oraz układ gaszeniowy połączony ze stykiem stałym i ruchomym z.a pomocą szyn lukowych, znamienny tym, że dźwignia wyzwalająca (9) wraz z zapadką (10) i sprężyną (11) oraz styk ruchomy (13) wraz ze sprężyną stykową (12), umieszczone są pomiędzy okładzinami dolną (6) i górną (14), połączonymi ze sobą kołkami (7) 1 (8) oraz cylindrycznym trzpieniem (6f) okładziny dolnej (6) wchodzącym w nieprzelotowy otwór cylindrycznego występu (14f) okładziny górnej (14), przy czym części te otworami (6a) okładziny dolnej (6), (9a) dźwigni wyzwalającej (9), (13a) styku ruchomego (13) i (14a) okładziny górnej (14), osadzone na tulejce (5) razem tworzą samodzielny zespół montażowy,

Description

Przedmiotem wynalazku jest wyłącznik instalacyjny, przeznaczony do zabezpieczania instalacji elektrycznej niskiego napięcia przed skutkami zwarć i przeciążeń.

Wyłącznik instalacyjny zbudowany z wyzwalacza elektromagnetycznego, wyzwalacza termobimetalowego, układu stykowego, układu gaszeniowego i mechanizmu napędowego znany jest z niemieckiego opisu patentowego nr 29 38 858. Wyzwalacz elektromagnetyczny jest połączony z dźwignią wyzwalającą mechanizmu napędowego za pośrednictwem rdzenia ruchomego i oddziaływuje na niąpowodując wyzwolenie mechanizmu w przypadku wystąpienia w torze prądowym prądu zwarciowego. Wyzwalacz termobimetalowy jest połączony z dźwignią wyzwalająca mechanizmu napędowego za pośrednictwem cięgna i oddziaływuje na niąpowodując wyzwolenie mechanizmu w przypadku wystąpienia w torze prądowym prądu przeciążeniowego. W mechanizmie napędowym dźwignia stykowa jest połączona z dźwignią załączającą poprzez zapadkę. Dźwignia wyzwalająca oddziaływuje z jednej strony na zapadkę, a z drugiej strony sam ulega oddziaływaniu dźwigni stykowej. Dźwignia stykowa, na jednym swym końcu posiada styk ruchomy współdziałający ze stykiem stałym, tworząc układ stykowy, na drugim zaopatrzona jest w czop zapadki współdziałający z zapadką. Układ gaszeniowy jest połączony za pomocą szyn łukowych z układem stykowym i służy do gaszenia łuku elektrycznego powstającego pomiędzy stykami wyłącznika.

179 599

Wadą wyżej opisanego rozwiązania jest niezależne umieszczenie dźwigni wyzwalającej i stykowej, oddzielonych od siebie elementem pośrednim w postaci zapadki, co niekorzystnie wpływa na powtarzalność działania wyłączników.

Znanyjest również z opisu niemieckiego nr 25 59 441 wyłącznik instalacyjny zbudowany z wyzwalacza elektromagnetycznego, wyzwalacza termobimetalowego, układu stykowego, układu gaszeniowego i mechanizmu napędowego. Wyzwalacz elektromagnetycznyjest połączony z dźwignią wyzwalającą mechamizmu napędowego za pośrednictwem rdzenia ruchomego i oddziaływuje na nią powodując wyzwolenie mechanizmu w przypadku wystąpienia w torze prądowym prądu zwarciowego. Wyzwalacz termobimetalowy jest połączony z dźwignią wyzwalająca mechanizmu napędowego za pośrednictwem cięgna i oddziaływuje na niąpowodując wyzwolenie mechanizmu napędowego w przypadku wystąpienia w torze prądowym prądu przeciążeniowego. Układ gaszeniowy jest połączony za pomocą szyn łukowych z układem stykowym i służy do gaszenia łuku elektrycznego powstającego pomiędzy stykami wyłącznika. Mechanizm napędowy zawiera dźwignie załączająca, cięgno, dźwignię wyzwalającąz zapadkąi układ sprężyn napędowych. Dźwignia wyzwalająca umieszczona najednej osi z zapadka tworzą mechanizm blokujący układ stykowy w położeniu otwartym i zamkniętym. Dźwignia wyzwalająca steruje stykiem ruchomym poprzez sprężyną stykową walcową.

Wadą tego rozwiązaniajest pośrednie działanie układu dźwigni wyzwalającej z zapadkąna styk ruchomy poprzez sprężynę stykową, co powoduje większąbezwładność układu stykowego i wydłużenie czasu palenia się łuku elektrycznego pomiędzy stykami wyłącznika.

W polskim opisie patentowym nr 165 392 przedstawiono wyłącznik instalacyjny zbudowany z wyzwalacza elektromagnetycznego, wyzwalacza termobimetalowego, układu stykowego, układu gaszeniowego i mechanizmu napędowego. Podobnie jak w poprzednio przedstawionych niemieckich opisach patentowych wyzwalacz elektromagnetyczny jest połączony z dźwignią wyzwalającą mechanizmu napędowego za pośrednictwem rdzenia ruchomego i oddziaływuje na nią powodują wyzwolenie mechanizmu w przypadku wystąpienia w torze prądowym prądu zwarciowego. Wyzwalacz termobimetalowy jest połączony z dźwignią wyzwalającą mechanizmu napędowego za pośrednictwem cięgna i oddziaływuje na niąpowodując wyzwolenie mechanizmu w przypadku wystąpienia w torze prądowym prądu przeciążeniowego. Układ gaszeniowy jest połączony za pomocą szyn łukowych z układem stykowym i służy do gaszenia łuku elektrycznego powstającego pomiędzy stykami wyłącznika. Mechanizm napędowy zbudowany jest z dźwigni wyzwalającej i styku ruchomego umieszczonego na jednej osi. Dźwignia wyzwalająca, o owalnym wydłużonym kształcie, na jednym swym końcu ma zagłębienie pod popychacz, a na drugim występ z otworem pod cięgno. Występ ten zakończony jest płaską powierzchnią tworząc przesłonę dla gazów wytwarzanych w przestrzeni łukowej wyłącznika. Dźwignia wyzwalająca, umieszczona między ramionami styku ruchomego, osadzona jest obrotowo wraz ze stykiem ruchomym na osi umocowanej sztywno w korpusie. Na bocznej ściance tej dźwigni usytuowany jest otwór a w nim umieszczona jest sprężyna stykowa. Daje ona moment obrotowy dźwigni względem osi, co pozwala na pewne blokowanie popychacza w momencie przemieszczania się go w obszar zagłębienia pod ten popychacz.

Wadą wyżej opisanego rozwiązania jest współpraca metalowego cięgna z dźwignią wyzwalającą wykonaną z tworzywa sztucznego. Dźwignia ta musi więc spełniać wysokie wymagania w zakresie parametrów wytrzymałościowych i wykonawczych. Wymagania te są ważne z punktu widzenia poprawności działania wyłącznika, a ich jednoczesne spełnienie jest bardzo trudne i kosztowne.

Wad wymienionych w wyżej opisanym stanie techniki pozbawione jest rozwiązanie według wynalazku.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest to, że dźwignia wyzwalająca wraz z zapadką i sprężyną oraz styk ruchomy wraz ze sprężyną stykową, umieszczone są pomiędzy okładzinami dolną i górną, połączonymi ze sobą kołkami oraz cylindrycznym trzpieniem okładziny dolnej wchodzącym w nieprzelotowy otwór cylindrycznego występu okładziny górnej, przy czym części te otworami okładziny dolnej, dźwigni wyzwalającej, styku ruchomego i okładziny górnej,

179 599 osadzone na tulejce razem tworzą samodzielny zespół montażowy, który jest nałożony tulejką na trzpień w korpusie.

Dźwignia wyzwalająca w swej górnej części posiada cylindryczny trzpień z przelotowym otworem oraz usytuowany prostopadle do swojej powierzchni trzpień ustalający, natomiast zapadka posiadaj eden większy otwór przelotowy oraz jeden mniej szy otwór przelotowy i otwory te służą do nałożenia odpowiednio na cylindryczny trzpień oraz na trzpień ustalający dźwigni wyzwalającej, a zapadka w ten sposób nałożona na te dwa elementy ustalające dźwigni wyzwalającej przylega płasko do jej płaszczyzny głównej i może się z nią przemieszczać wokół osi, którą stanowi kołek.

Korzystne jest, że okładzina dolna i okładzina górna mechanizmu napędowego posiadają nerkowate wycięcie umożliwiające pakietowanie wyłączników w zestawy wielotorowe.

Zaletą rozwiązania według wynalazkujest to, że mechanizm napędowy tworzy samodzielny zespół montażowy, a współpraca metalowej zapadki z metalowym popychaczem gwarantuje dużą wytrzymałość mechaniczną wyłącznika.

Wyłącznik według wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia mechanizm napędowy w stanie załączonym po zdjęciu okładziny górnej, fig. 2 - służy do objaśnienia przebiegu wyłączania wyłącznika, fig. 3 - przedstawia mechanizm napędowy w stanie wyłączonym, a fig. 4 - mechanizm napędowy w stanie rozłożonym na poszczególne elementy, z pokazaniem ich wzajemnego usytuowania.

Wyłącznik instalacyjny według wynalazku zbudowany jest, podobnie do innych znanych wyłączników instalacyjnych, z wyzwalacza elektromagnetycznego, wyzwalacza termobimetalowego, układu stykowego, układu gaszeniowego, które to podzespoły nie są bliżej pokazane na rysunku oraz mechanizmu napędowego.

Wyłącznik zbudowanyjest z dwudzielnego korpusu 1, którego jedna część stanowi bazę do montażu podzespołów wyłącznika, a druga pełni rołę pokrywy.

W korpusie 1, na występie 1 a, osadzona jest obrotowo dźwignia załączająca 21. Dźwignia ta służy do ręcznego załączania lub wyłączania wyłącznika. Bistabilne położenie dźwigni załączającej 2 określa jednoznacznie stan otwarcia lub zamknięcia styków wyłącznika. Dźwignia załączająca 2 wykonana z tworzywa sztucznego posiada dwa otwory, z których jeden osadzony na występie 1 a korpusu 1 stanowi oś obrotu dźwigni, a drugi służy do obrotowego osadzenia końca 3a popychacza 3. Drugi koniec 3b popychacza 3 luźno opiera się o koniec 10c zapadki 10 w nerkowatym wycięciu 6d okładziny dolnej 6. W odpowiednio ukształtowanym wyżłobieniu wokół otworu osiowego dźwigni załączającej 2, od strony korpusu 1, umieszczona jest sprężyna dźwigni załączającej 4, której jeden koniec jest zaczepiony o dźwignie 2, a drugi oparty jest o ściankę korpusu 1.

Na tulejce 5 osadzone są współosiowo i kolejno główne elementy mechanizmu napędowego, a mianowicie:

- okładzina dolna 6 otworem 6a,

- dźwignia wyzwalającą 9 wraz z zapadką 10 i sprężyną 11 otworem 9a,

- styk ruchomy 13 otworami 13a ze sprężyną stykową 12,

- okładzina górna 14 otworem 14a.

Części te osadzone na tulejce 5 razem tworzą samodzielny zespół montażowy, który jest nałożony tulejką 5 na trzpień 1b w korpusie 1, stanowiący ich oś obrotu.

Okładzina dolna 6 wykonanajest tworzywa sztucznego w kształcie zbliżonym do kola i posiada odpowiednio ukształtowane otwory, wycięcia i trzpień. W osi obrotu okładzina ta posiada otwór 6a. W nieprzelotowych otworach 6b i 6c okładziny 6 umocowane sądwa .jednakowe kołki metalowe 7 i 8. Pomiędzy otworami 6b i 6c okładzina dolna 6 posiada podłużne wycięcie 6d w kształcie nerki. W wycięciu tym może swobodnie przemieszczać się koniec 3b popychacza 3. Okładzina dolna 6 posiada ponadto podobne nerkowate wycięcie 6e do pakietowania wyłączników w zestawy wielotorowe oraz prostopadle do swojej powierzchni ukształtowany cylindrycznie trzpień 6f.

179 599

Dźwignia wyzwalająca 9 jest płaską płytką z tworzywa sztucznego o nieregularnym kształcie. W swojej górnej części posiada ona cylindryczny trzpień 9b z przelotowym otworem, służącym do nałożenia na kołek 7 w okładzinie dolnej 6. Kołek 7 stanowi oś obrotu dźwigni wyzwalającej 9. Dźwignia ta posiada ponadto usytuowany prostopadle do swojej powierzchni trzpień ustalający 9c, a w osi obrotu owalny przelotowy otwór 9a, którym nasadzona jest ona na tulejkę 5. W dolnej części dźwignia wyzwalająca 9 posiada zderzak 9d z otworem nieprzelotowym 9e. Zderzak ten ukształtowany jest w postaci prostokątnej kostki leżącej na płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny głównej dźwigni wyzwalającej 9. Za pomocą zderzaka 9d dźwignia 9 współpracuje z rdzeniem wyzwalacza elektromagnetycznego, a poprzez otwór 9e zderzaka 9d, a cięgnem wyzwalacza termobimetalowego.

Zapadka 10 wykonana jest w postaci płaskiej płytki metalowej w kształcie zbliżonym do prostokąta. Posiada ona jeden otwór przelotowy 10a oraz jeden mniejszy otwór przelotowy 10b. Otwory te służą do nałożenia odpowiednio na cylindryczny trzpień 9b oraz na trzpień ustalający 9c dźwigni wyzwalającej 9. Zapadka 10 w ten sposób nałożona na te dwa elementy ustalające dźwigni wyzwalającej 9 przylega płasko do jej płaszczyzny głównej i może się z niąprzemieszczać wokół osi, którą stanowi kołek 7.

Sprężyna agrafkowa 11 nałożonajest na cylindryczny trzpień 9b dźwigni wyzwającej 9. Jej koniec 11 a zakończony oczkiem nałożonyjest na cylindryczny trzpień 6f okładziny dolnej 6. Natomiast drugi koniec 11b odpowiednio odgięty opiera się o dźwignię wyzwalaj ącą9. Sprężyna 11 utrzymuje dźwignię wyzwalającą 9 wraz z zapadką 10 w górnym położeniu.

Styk ruchomy 13, przypominający podłużną rynienkę o poprzecznym przekroju w kształcie litery „C”, wykonany jest z metalu. Występ 13b styku ruchomego 13 służy do połączenia za pomocą zgrzanej do niego linki metalowej z wyzwalaczem termobimetalowym. Jego koniec 13c jest lekko podgięty, tworząc zestyk do współpracy ze stykiem stałym 15 wyłącznika. Drugi koniec styku ruchomego 13 posiada na swych bocznych ściankach dwa współosiowe otwory 13a. Pomiędzy tymi otworami umieszczona jest część cylindryczna agrafkowej sprężyny stykowej 12. Jej koniec 12b w kształcie litery „U”opiera się o wewnętrzną stronę rynienki styku ruchomego 13. Natomiast dwa swobodne końce 12a sprężyny stykowej 12 oparte sąo kołek 8 umocowany w okładzinie dolnej 6. Cały zespół styku ruchomego 13ze sprężyną stykową 12 umieszczonyjest poprzez otwory 13a na tulejce 5, która stanowi jego oś obrotu.

Okładzina górna 14 jest lustrzanym odbiciem okładziny dolnej 6. Posiada ona otwór przelotowy 14a, otwory nieprzelotowe 14b i 14c, nerkowe otwory 14d i 14e oraz cylindryczny występ 14f i występ 14g. Okładzina górna 14 osadzonajest otworem 14anatulejce 5. W otwory nieprzelotowe 14b i 14c wchodzą odpowiednio wolne końce kołków metalowych 7 i 8. Natomiast w nieprzelotowy otwór cylindrycznego występu 14fwchodzi cylindryczny trzpień 6f okładziny dolnej 6. Pomiędzy otworami 14b i 14c okładzina górna 14 posiada podłużne wycięcie Md w kształcie nerki, odpowiadające 6d okładziny dolnej 6. W wycięciu tym może swobodnie przemieszczać się koniec 3b popychacza 3. Okładzina górna 14 posiada ponadto podobne nerkowate wycięcie 14e odpowiadające wycięciu 6e okładziny dolnej 6. Służy ono do pakietowania wyłączników w zestawy wielotorowe. O występ 14g opiera się styk ruchomy 13 dociskany siłą sprężyny stykowej 12.

Sprężyna napędowa 16 jednym oczkiem 16a zaczepiona jest o występ 1c korpusu 1, a drugim oczkiem 16b o kołek 8, umieszczony jednym końcem w otworze 6c okładziny dolnej 6, a drugim końcem w otworze 14c okładziny górnej 14. Sprężyna ta magazynuje energię potrzebną do szybkiego przestawienia mechanizmu napędowego, a tym samym układu stykowego wyłącznika.

Działanie wyłącznika instalacyjnego według wynalazku jest następujące: zwieranie styku ruchomego i stałego, a tym samym zamykanie wyłącznika, dokonuje się ruchem dźwigni załączającej 2. Przestawienie dźwigni załączającej 2 w lewo tj. w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, wokół jej osi obrotu 1a, powoduje przesunięcie końca 3b popychacza 3 w prawo. Koniec 3b przesuwając się wzdłuż nerkowych wycięć 6c okładziny dolnej 6 i 14c okładziny górnej 14, natrafia na koniec 10c zapadki 10, który jest utrzymywany w górnym położeniu za pomocą sprężyny 11, a następnie pokonując opór sprężyny napędowej 16, obraca wszystkie ele6

179 599 menty mechanizmu napędowego tj.: okładzinę dolną6, dźwignię wyzwalającą*? wraz z zapadką 10 i sprężyyn 1 1, styk: ruchomy 13 wraaze sprcżynn styk:ową 1 2 ora a o .kła dzinę g orna 1 4,w pnn wo, wokół wspólnej osi obrotu, którą stanowi tulejka 5 osadzona na trzpieniu 1b korpusu 1. Obrót ten następuje aż do momentu zetknięcia się końca 13c styku ruchomego 13 ze stykiem stałym 15, a następnie dalej już bez udziału styku ruchomego 13, napinając sprężynę stykową 12, aż do osiągnięcia przez dźwignię załączającą2 lewego skrajnego położenia. Przesunięcie końca 3a popychacza 3 do oporu w prawo, powoduje zablokowanie całego mechanizmu. To właśnie zablokowanie układu napędowego wyłącznika w pozycji załączonej następuje wtedy, gdy koniec 3a popychacza 3 znajduje się po prawej stronie linii łączącej oś obrotu 1a dźwigni załączającej 2 i końca pkpyhOdcza 3b.

Rozwiązanie styku ruchomego i stałego inicjuje się poprzez zadziałanie wyzwalacza termobimetalowego, elektromagnetycznego lub poprzez ręczne przestawienie dźwigni załączającej 2.

Zadziałanie wyzwalacza eleOtrkmagnetyhznegk lub termkbimetalkwego, które to podzespoły nie są bliżej pokazane na rysunku, na skutek zwarcia lub przeciążenia, powoduje obrót dźwigni wyzwalającej 9 wraz z zapadką 10 wokół osi obrotu, którą stanowi kołek 7, w lewo. Powoduje to przesunięcie końca 10c zapadki 10 w dół. Mechanizm napędowy traci punkt podparcia, którym był koniec 3b popychacza 3 opierający się o koniec 10c zapadki 10. Następuje zwolnienie energii nagromadzonej w sprężynie napędowej 16. Pod wpływem siły sprężyny napędowej 16, cały mechanizm napędowy obraca się w lewo wokół osi obrotu 1b, aż do momentu oparcia styku ruchomego 13 o występ korpusu 1d. Układ styku stałego 15 i styku ruchomego 13 otwiera się. Jednocześnie pod wpływem siły sprężyny 4 dźwignia załączająca 2 obraca się wokół swojej osi 1a w prawo do położenia wyjściowego.

Ręczne otwieranie mechanizmu napędowego wyłącznika odbywa się w odwrotnej kolejności niż zamykanie. Przestawienie dźwigni załączającej 2 w prawo powoduje przesunięcie końca 3b popychacza 3 w lewo. Koniec 3b popychacza 3 przesuwając się wzdłuż otworu 6d okładziny dolnej 6 i otworu 14d okładziny górnej 14, zwalnia nacisk na koniec 10c zapadki 10. Pod wpływem siły sprężyny napędowej 16, cały mechanizm napędowy obraca się w lewo wokół osi obrotu 1b, aż do momentu oparcia styku ruchomego 13 o występ korpusu 1d. Układ styku stałego 15 i styku ruchomego 13 otwierania się.

Wyłączniki instalacyjne według wynalazku można pakietować w zestawy dwu-, ‘trzy- i czterotorowe.

179 S99

179 599

Fig.3

179 599

<υ cd

Fig.4

179 599

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wyłącznik instalacyjny zawierający mechanizm napędowy, składający się z dźwigni wyzwalającej wraz z zapadką i jej sprężyną oraz styku ruchomego wraz ze sprężyną stykową, wyzwalacz elektromagnetyczny ze stykiem stałym połączony z dźwigniąwyzwalającą mechanizmu napędowego za pośrednictwem rdzenia ruchomego, wyzwalacz termobimetalowy połączony z dźwignią wyzwalająca mechanizmu napędowego za pośrednictwem cięgna oraz układ gaszeniowy połączony ze stykiem stałym i ruchomym za pomocą szyn łukowych, znamienny tym, że dźwignia wyzwalająca (9) wraz z zapadką (10) i sprężyną (11) oraz styk ruchomy (13) wraz ze sprężyną stykową (12), umieszczone są pomiędzy okładzinami dolną (6) i górną (14), połączonymi ze sobą kołkami (7) i (8) oraz cylindrycznym trzpieniem (6f) okładziny dolnej (6) wchodzącym w nieprzelotowy otwór cylindrycznego występu (14f) okładziny górnej (14), przy czym części te otworami (6a) okładziny dolnej (6), (9a) dźwigni wyzwalającej (9), (13a) styku ruchomego (13) i (14a) okładziny górnej (14), osadzone na tulejce (5) razem tworzą samodzielny zespół montażowy, który jest nałożony tulejką (5) na trzpień (1b) w korpusie (1). ,
2. 2. Wyłącznik instalacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że dźwignia wyzwalająca (9) w swej górnej części posiada cylindryczny trzpień (9b) z przelotowym otworem oraz usytuowany prostopadle do swojej powierzchni trzpień ustalający (9c), natomiast zapadka (10) posiada jeden większy otwór przelotowy (10a) oraz jeden mniejszy otwór przelotowy (10b) i otwory te służą do nałożenia odpowiednio na cylindryczny trzpień (9b) oraz na trzpień ustalający (9c) dźwigni wyzwalającej (9), a zapadka (10) w ten sposób nałożona na te dwa elementy ustalające dźwigni wyzwalającej (9) przylega płasko do jej płaszczyzny głównej i może się z mąprzemieszczać wokół osi, którą stanowi kołek (7).
3. 3. Wyłącznik instalacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że okładzina dolna (6) i okładzina górna (14) posiadają nerkowate wycięcia (6e) i (14e) do pakietowania wyłączników w zestawy wielotorowe.