PL196125B1 - Ruchomy styk o niskiej rezystancji elektrycznej - Google Patents

Abstract

1. Ruchomy styk o niskiej rezystancji elektrycz- nej, zwlaszcza dla przerywacza obwodu, który jest obrotowo zamocowany koncentrycznie z wirnikiem, i który w polozeniu zamknietym laczy ze soba dwa nieruchome styki, i który jest przemieszczany przez wirnik wzdluz centroidy do polozenia zwolnionego (wylaczonego), w którym nieruchome styki sa od siebie oddzielone, przy czym ruchomy styk wyposa- zony jest w co najmniej dwa podparte obrotowo laczniki, które sa ze soba sprezyscie polaczone i sa równiez zamocowane na obudowie centroidalnej, obrotowo i slizgowo w celu utrzymywania ruchomego styku pod wstepnym naprezeniem, zarówno w poloze- niu zamknietym jak i zwolnionym, do wyboru, z przejsciem przez górne, martwe polozenie laczników, znamienny tym, ze ruchomy styk (10) zaopatrzony jest, na kazdej z dwóch powierzchni bocznych (13), w boczna plytke (11) posiadajaca póllozysko do obrotowego podparcia ruchomego styku (10), a laczniki (50) utrzymywane sa w gniazdach (61) uformowanych na bocznych plytkach (11). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy ruchomego styku o niskiej rezystancji elektrycznej, zwłaszcza dla przerywacza obwodu.

Przerywacze obwodu konstruowane są w wielu różnych postaciach w celu zabezpieczenia obwodów elektrycznych przed przeciążeniem. Sercem takiego przerywacza obwodu jest ruchomy styk, który odpowiada na przeciążenie zabezpieczanego obwodu przez jego przerwanie. Pobudzenie ruchu przerywającego ruchomego styku może odbywać się na różne sposoby, w zależności od formy monitorowanego przeciążenia, lub może być dokonywane ręcznie.

W znanym przerywaczu obwodu, który pokazany został w przekroju poprzecznym na rysunku pos. I i pos. II, ruchomy styk 1, który może obracać się wokół środkowego kołka 4, zamocowany jest tak, że może obracać się względem wirnika 3. W położeniu pokazanym na pos. I, ruchomy styk 1 jest w kontakcie z nieruchomymi stykami 2, zamykając w ten sposób zabezpieczany obwód. Na pos. I pokazano także łączniki 5, które są zamocowane obrotowo na ruchomym styku 1za pomocą kołków 6. Centralny kołek 4 przechodzi przez styk 1 w celu podparcia go z obydwu stron, to jest od strony przedniej pokazanej na rysunku i od przeciwnej do niej, strony tylnej, na wirniku 3 lub na obudowie 2. Łączniki 5 rozmieszczone są symetrycznie na stronie przedniej i tylnej ruchomego styku 5, a kołki 6 przechodzą przez ruchomy styk w kierunku prostopadłym do płaszczyzny rysunku pos. Iw celu utrzymywania pary łączników zarówno na przedniej jak i tylnej stronie ruchomego styku 1.

Podczas ruchu ruchomego styku 1, łączniki 5 naciskają kołki 7 które są ruchome promieniowo na zewnątrz od wirnika 3, promieniowo na zewnątrz, przeciwnie do siły sprężynującej jednej ze sprężyn naciągowych 9, które łączą ze sobą kołki 7. Kiedy łączniki 5 zorientowane są w kierunku średnicy wirnika 3, ruchomy styk 1jest w martwym środkowym położeniu, w którym siła sprężynująca sprężyny 9 jest największa. Po przejściu lub przecięciu tego martwego środkowego położenia, łączniki ponownie przesuwają się do siebie pod naciskiem siły sprężynującej, do momentu, gdy ruchomy styk znajdzie się w położeniu zwolnionym pokazanym na rysunku pos. II, w którym połączenie między nieruchomymi stykami 2 przez ruchomy styk 1jest przerwane.

Ze względu na łączniki 5, które mogą być poruszane tylko dzięki przezwyciężeniu siły sprężynującej sprężyny naciągowej 9, ruchomy styk 1 jest bezpiecznie utrzymywany w położeniu zwolnionym. W stanie pokazanym na pos. I, sprężyna naciągowa 9, która dąży do obrócenia styku 1 w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara poprzez łączniki 5 na pos. I, zapewnia niezbędną siłę styku między ruchomym stykiem 1i nieruchomymi stykami 2.

W opisanym na wstępie zwykłym przerywaczu obwodu, kołki 4 i 6 służące jako osie obrotu wirnika 3 oraz łączniki 5 są umieszczone w otworach 5 w ruchomym styku 1.

W pobliżu tych otworów, przekrój poprzeczny ruchomego styku 1 nie jest dostępny dla przewodzenia prądu; ruchomy styk ma wysoką rezystancję elektryczną. W konsekwencji, ruchomy styk 1 musi być zwymiarowany w ten sposób, że jego najmniejszy przekrój poprzeczny, powiedzmy w pobliżu otworów, jest odpowiedni do przewodzenia prądu oraz odpowiada dodatkowym wymaganiom odnośnie nagrzewania etc. ruchomego styku przez przepływający przez niego prąd. Wynikiem tego jest przewymiarowanie pozostałych części ruchomego styku, co powoduje duże zużycie drogiej miedzi. W związku z tym, należy zauważyć, że takie przerywacze obwodu produkowane są w milionach egzemplarzy, tak więc, zmniejszenie wymagań materiałowych daje znaczącą redukcję kosztów dla wytwórcy oraz chroni naturalne źródła materiałów i energii.

Co więcej, przewymiarowanie stoi w sprzeczności ze zmniejszeniem wymiarów ruchomego styku, tak, że wymiary przerywacza obwodu, które są częściowo zdeterminowane wymiarami ruchomego styku, nie mogą zostać zmniejszone.

Zgłoszenie EP 0 394 922 A1 przedstawia styk płaski, który z obu stron objęty jest panewkami łożyskowymi ze szczeliną. Przez to następuje obrotowe ułożyskowanie bez przerwania ciągłości styku ruchomego. Panewki łożyskowe służą dalej do pomieszczenia sprężyn skrętnych, które służą do wstępnego naprężania styku w położeniu zamkniętym (docisk stykowy). Jeśli styki przy zwalnianiu są rozdzielane, styk obraca się przeciw sile sprężyny i w położeniu otwartym utrzymywany jest przez urządzenie zatrzaskowe.

Dokument WO 9200598 pokazuje styk ruchomy, który objęty jest przez element łożyskowy, który niesie boczne trzpienie łożyskowe. Również tu następuje ułożyskowanie styku ruchomego bez przerwania ciągłości przekroju. Dalej, przewidziana jest pojedyncza sprężyna skrętna dla naprężenia wstępnego styku w położeniu zamkniętym. W celu przemieszczenia styku w położenie otwarte, na

PL 196 125 B1 elemencie łożyskowym ukształtowany jest występ uruchamiający, na który oddziałuje mechaniczny zespół zwalniający.

Zadaniem wynalazku jest taki udoskonalenie ruchomego styku, aby została zmniejszona jego wielkość konstrukcyjna, a więc i wielkość konstrukcyjna przerywacza obwodu, w którym jest on zastosowany i aby zostało ułatwione jego wytwarzanie.

Zadanie to realizowane zostało przez ruchomy styk, zwłaszcza dla przerywacza obwodu, który jest obrotowo zamocowany koncentrycznie z wirnikiem, i który w położeniu zamkniętym łączy ze sobą dwa nieruchome styki, i który jest przemieszczany przez wirnik wzdłuż centroidy do położenia zwolnionego (wyłączonego), w którym nieruchome styki są od siebie oddzielone, przy czym ruchomy styk wyposażony jest w co najmniej dwa podparte obrotowo łączniki, które są ze sobą sprężyście połączone i są również zamocowane na obudowie centroidalnej, obrotowo i ślizgowo w celu utrzymywania ruchomego styku pod wstępnym naprężeniem, zarówno w położeniu zamkniętym jak i zwolnionym, do wyboru, z przejściem przez górne, martwe położenie łączników, który zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że ruchomy styk zaopatrzony jest, na każdej z dwóch powierzchni bocznych, w boczną płytkę posiadającą półłożysko do obrotowego podparcia ruchomego styku, a łączniki utrzymywane są w gniazdach uformowanych na bocznych płytkach.

Korzystnie, półłożysko jest występem wystającym z bocznej płytki.

Zgodnie z wynalazkiem, boczne płytki są połączone co najmniej jednym żebrem usztywniającym, które rozciąga się wokół kolejnej krawędzi ruchomego styku.

Zgodnie z kolejną cechą wynalazku, boczna płytka wykonana jest z materiału formowanego na zimno, a półłożysko utworzone jest na niej przez wytłoczenie.

Zgodnie z dalszą cechą wynalazku, boczna płytka posiada wciśnięty w nią lub, korzystnie, wkręcony kołek, który stanowi półłożysko.

Zgodnie z dalszą cechą wynalazku boczna płytka wykonana jest z tworzywa sztucznego, a półłożysko jest uformowane na niej.

Korzystnie dalej, powierzchnie boczne ruchomego styku połączone z bocznymi płytkami mają wytłoczone występy ustalające, które wchodzą we wgłębienia w bocznych płytkach.

Korzystnie w końcu, boczne płytki mają występy prowadzące do prowadzenia ruchomego styku w prowadnicach uformowanych w obudowie centroidalnej

Dzięki konstrukcji według wynalazku ruchomego styku z płytami bocznymi, mającymi po jednym półłożysku do obrotowego podpierania styku, możliwe jest wyeliminowanie otworu w styku. Odpowiednio, nie następuje redukcja przekroju poprzecznego tej części styku, a ruchomy styk ma niższą rezystancję elektryczną, co powoduje to, że styk można skonstruować styk o mniejszym przekroju poprzecznym dla tej samej wartości prądu co zwykły styk z otworem, przez który przechodzi środkowy kołek. W konsekwencji, styk może być mniejszy i mieć mniejszą zawartość miedzi, tak, że dzięki konstrukcji według wynalazku wymagana jest mniejsza ilość miedzi na styk. Dzięki mniejszemu stykowi, można również zmniejszyć wymiary przerywacza obwodu.

W korzystnym udoskonaleniu wynalazku, styki utrzymywane są w gniazdach, uformowanych na płytkach bocznych, co powoduje że nie ma potrzeby wykonywania otworów w styku dla kołków łączników. Wten sposób eliminuje się także konieczność zmniejszenia przekroju poprzecznego w rejonie tych otworów, tak, że możliwe stają się odpowiednio mniejsze wymiary styku, dzięki zmniejszonej rezystancji elektrycznej styku.

Żebro usztywniające, które rozciąga się wokół wolnej krawędzi ruchomego styku umożliwia to, że płytki boczne mogą być połączone we wspólny element składowy, który, w razie potrzeby, może być łatwo zatrzaśnięty na ruchomym styku.

Przerywacz obwodu może być stycznikiem elektroenergetycznym lub przełącznikiem pobudzanym w inny sposób.

Wynalazek w przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok perspektywiczny przykładu wykonania ruchomego styku według wynalazku; pos. I -częściowy przekrój zwykłego styku, który wbudowany jest w przerywacz obwodu i znajduje się w położeniu zamkniętym; oraz pos. II - widok odpowiadający pos. I, pokazujący zwykły ruchomy styk w położeniu dynamicznie otwartym.

Widok perspektywiczny przykładowego wykonania ruchomego styku według wynalazku pokazano na fig. 1. Ten ruchomy styk, korzystnie, może być użyty w przerywaczu obwodu, którego konstrukcja i sposób działania są zasadniczo takie same jak przerywacza obwodu pokazanego na rysun4

PL 196 125 B1 ku pos. I i pos. II. Co za tym idzie, ze względu na zwięzłość, takie zastosowanie nie zostało tutaj ponownie opisane.

Figura 1 pokazuje ruchomy styk 10 wyposażony na obu bocznych powierzchniach lub krawędziach 13 (tylko jedna jest widoczna na fig. 1) w boczne płytki 11. Boczne płytki 11 połączone są ze sobą żebrem usztywniającym 12, które rozciąga się wokół jednej bocznej powierzchni lub krawędzi 14 ruchomego styku 10. Żebro usztywniające 12 może być skonstruowane w dwóch częściach, jak pokazano na fig. 1, gdzie każda połówka żebra usztywniającego wystaje jako przedłużenie bocznej płytki 11 i jest wygięte tak, aby pasować do kształtu styku 10. W zestawie, dwie boczne płytki są połączone razem w punkcie styku dwóch połówek żebra usztywniającego za pomocą zgrzewania, lutowania, spajania kołnierzowego, etc., tak, że boczne płytki 11 są pewnie przymocowane do styku 10. Odpowiadające żebro usztywniające (nie pokazane) znajduje się na tylnej, dolnej stronie styku 10 na fig. 1.

Alternatywnie, żebro usztywniające 12 może być wykonane jako ciągłe, łącząc ze sobą dwie boczne płytki 11,i sprężyście odkształcalne, tak, że boczne płytki 11 mogą być łatwo wciśnięte na styk 10. Korzystnie, w tym przypadku odpowiadająca, zatrzaskowa krawędź lub zatrzaskowy występ (nie pokazany) zostaje uformowana na krawędziach bocznych płyt 11 i jest skierowana od żebra usztywniającego 12, i działa w połączeniu z krawędzią styku 10.

Występy ustalające (nie pokazane) zostały uformowane przez wytłaczanie na bocznej powierzchni styku 10 i działają w połączeniu z odpowiadającymi im ustawionymi w linii otworami 81 w bocznych płytkach 11. Te ustawione w linii występy i otwory 81 mogą służyć także jako urządzenia zatrzaskowe, jeśli boczne płytki 31 są zatrzaśnięte na styku 10.

Naturalnie, możliwe jest także, jako alternatywa, przymocowanie bocznych płytek 11do styku 10za pomocą innych środków, takich jak zgrzewanie, lutowanie, etc.; w tym przypadku, możliwe może być pominięcie żebra usztywniającego 12 w zależności od wymagań wytrzymałościowych i występujących obciążeń.

Jak pokazano na fig. 1, boczne płytki 11 posiadają występ 41, który używany jest do obrotowego zamocowania ruchomego styku 10. Występ 41 formuje jedną połówkę łożyska - półłożysko. W zależności od rodzaju przełącznika, styk 10 może być podparty na wirniku (nie pokazany) lub obudowie (nie pokazana). W wyniku takiego ustawienia występu 41 jakie pokazano na fig. 1, styk 10 nie jest przebity przez otwór, a dzięki temu zredukowana zostaje jego rezystancja elektryczna. W konsekwencji, styk 10 może być wykonany w mniejszych wymiarach dla takiej samej wartości prądu.

Boczne płytki 11 mogą być wykonane z arkusza stalowego, arkusza innego metalu, lub nawet tworzywa sztucznego. Gdy są one wykonane z arkusza metalu, to jest przykładowo, z materiału formowanego na zimno, występy mogą być wytworzone przez wytłaczanie lub wybijanie. Gdy wykonane są z tworzywa sztucznego, na przykład jako części formowane wtryskowe, występy mogą być formowane bezpośrednio na nich, tak, że nie jest wymagana kosztowna obróbka wykańczająca. Mogą być również zastosowane inne materiały, które mogą być kształtowane przez odlewanie lub odlewanie w formie pod ciśnieniem, takie jak stopy metali.

Figura 1 pokazuje dodatkowe gniazda 61 uformowane na płytkach bocznych 11 dla łączników 50. Co do funkcji, gniazda 61 odpowiadają kołkom 6 na rysunku pos. Ii pos. II;to samo dotyczy łącznika 50, tak więc nie ma potrzeby powtarzania w tym miejscu opisu sposobu działania.

Gniazda 61 na bocznych płytkach 11 umożliwiają bezpieczne utrzymywanie łączników 50 na bocznych płytkach 11 lub na ruchomym styku 10 bez konieczności przebijania otworów w styku 10. W analogiczny sposób do uwag odnośnie występu 41, unika się przez to zmniejszenia przekroju poprzecznego osiągając takie same korzyści jak opisane powyżej.

Dodatkowo, na fig. 1, na bocznych płytkach 11 uformowane są występy prowadzące 80, które zapewniają dodatkowe prowadzenie ruchomego styku 10 w obudowie (nie pokazana). Te występy prowadzące 80 działają w połączeniu ze skręconymi prowadnicami (nie pokazane) w obudowie, odciążając przez to obciążenie na występie 41.

Możliwe są także różne modyfikacje pokazanego przykładu wykonania, które opisane są tutaj na zasadzie przykładu, a nie w sposób ograniczający.

Na przykład, występy 41 na bocznych płytkach mogą być zastąpione przez kołki zamocowane na bocznych płytkach. Kołki te mogą być na przykład przykręcone, połączone na czopy, przyspawane lub przylutowane na miejscu.

PL 196 125 B1

Poza tym, możliwe jest w równoważnej odmianie zastąpienie występu 41 wgłębieniem jako półłożyskiem na bocznej płytce 11, w które wchodzi występ uformowany na obudowie lub wirniku (drugie półłożysko). Taka modyfikacja możliwa jest także w przypadku występów prowadzących. Podobnie, gniazda dla łączników mogą mieć występy, które przechodzą przez odpowiadające im otwory w łącznikach.

Claims (9)

1. Ruchomy styk o niskiej rezystancji elektrycznej, zwłaszcza dla przerywacza obwodu, który jest obrotowo zamocowany koncentrycznie z wirnikiem, i który w położeniu zamkniętym łączy ze sobą dwa nieruchome styki, i który jest przemieszczany przez wirnik wzdłuż centroidy do położenia zwolnionego (wyłączonego), w którym nieruchome styki są od siebie oddzielone, przy czym ruchomy styk wyposażony jest w co najmniej dwa podparte obrotowo łączniki, które są ze sobą sprężyście połączone i są również zamocowane na obudowie centroidalnej, obrotowo i ślizgowo w celu utrzymywania ruchomego styku pod wstępnym naprężeniem, zarówno w położeniu zamkniętym jak i zwolnionym, do wyboru, z przejściem przez górne, martwe położenie łączników, znamienny tym, że ruchomy styk (10) zaopatrzony jest, na każdej z dwóch powierzchni bocznych (13), w boczną płytkę (11) posiadającą półłożysko do obrotowego podparcia ruchomego styku (10), a łączniki (50) utrzymywane są w gniazdach (61) uformowanych na bocznych płytkach (11).

2. Ruchomy styk według zastrz. 1, znamienny tym, że półłożysko jest występem (41) wystającym z bocznej płytki (11).

3. Ruchomy styk według zastrz. 1albo 2, znamienny tym, że boczne płytki (11) są połączone co najmniej jednym żebrem usztywniającym (12), które rozciąga się wokół kolejnej krawędzi (14) ruchomego styku (10).

4. Ruchomy styk według zastrz. 1, znamienny tym, że boczna płytka (11) stanowi element z materiału formowanego na zimno, z wytłoczonym na nim półłożyskiem.

5. Ruchomy styk według zastrz. 1, znamienny tym, że boczna płytka (11) posiada wciśnięty w nią kołek, który stanowi półłożysko.

6. Ruchomy styk według zastrz. 1, znamienny tym, że boczna płytka (11) posiada wkręcony w nią kołek, który stanowi półłożysko.

7. Ruchomy styk według zastrz. 1, znamienny tym, że boczna płytka (11) wykonana jest z tworzywa sztucznego, a półłożysko jest uformowane na niej.

8. Ruchomy styk według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnie boczne (13) ruchomego styku (10) połączone z bocznymi płytkami (11) mają wytłoczone występy ustalające, które wchodzą we wgłębienia (81) w bocznych płytkach (11).

9. Ruchomy styk według zastrz. 1, znamienny tym, że boczne płytki (11) mają występy prowadzące (81) do prowadzenia ruchomego styku (10) w prowadnicach uformowanych w obudowie centroidalnej.