SE512667C2 - Sätt och anordning för strömställararrangemang - Google Patents

Description

'HI 10 15 20 25 30 35 512 6.67 I fig 1, som är en längdsnittsvy, visas schematiskt uppbyggnaden hos ett på marknaden förekommande strömstäl- lararrangemang 1 för en säkerhetsbrytare. Strömställar- arrangemanget 1 innefattar en solenoidanordning 2 och en ankaranordning 3. Solenoidanordningen 2 innefattar en so- lenoid 4 som utgör en del av strömbanan i den elektriska anordningen och som omger ankaranordningen 3. Solenoiden 4 har en första anslutningspunkt 5 och en andra anslut- ningspunkt 6. Den första anslutningspunkten 5 är ansluten till en utgående pol 50. Den andra anslutningspunkten 6 är fäst i en solenoidstomme 7 som omger solenoiden 4 och vars funktion är dels att leda ett magnetfält som skapas när ström flyter i solenoiden 4, dels att uppbära ankar- anordningen 3. På stommen 7 är vidare en stoppklack 8 fäst. Strömmen flyter genom strömställararrangemanget 1 från en kontakt 51, som är fäst på stommen och ansluten till övriga delar av säkerhetsbrytaren, till den andra anslutningspunkten 6, genom solenoiden 4, och via den första anslutningspunkten 5 till den utgående polen 51.

Ankaranordningen 3 består i huvudsak av fem delar: en ankarisolering 9, en rörlig ankardel 10, en fjäder 11, en fast ankardel 12 och en tryckstång 13. Isoleringen 9 utgör ankaranordningens 3 yta och isolerar dess inre de- lar från solenoiden 4. Den fasta ankardelen 12 är fäst i solenoidstommen 7 och ligger i metallisk kontakt med den- na för att förbättra den magnetiska kopplingen. Mellan den fasta 12 och den rörliga ankardelen 10 finns fjädern 11, som vid normal funktion, förspänner den rörliga an- kardelen 10 till ett ändläge som definieras av stopp- klacken 8. Tryckstàngen 13 ligger an mot den rörliga an- kardelen 10 vid sin ena ände och sträcker sig genom ett längsgående hål 15 i den fasta ankardelen 12. Solenoid- stommen 7 är vid den fasta ankardelen 12 försedd med ett hål 16 genom vilket tryckstångens 13 andra ände kan skjuta ut. I närheten av solenoidanordningen 2 framför tryckstàngens 13 andra ände finns en spärrarm 17 som, då den förskjuts, åstadkommer att brytaren slår ifrån. 10 15 20 25 30 35 512 “667 Strömställararrangemanget 1 fungerar på följande sätt: En ström i solenoiden 4 ger ett magnetfält som med- för att den fasta ankardelen 12 och den rörliga ankarde- len 10 attraheras till varandra. Om attraktionskraften är större än fjäderns ll fjäderkraft, så förflyttar sig den rörliga ankardelen 10 mot den fasta ankardelen 12. Vid denna förflyttning för den rörliga ankardelen 10 med sig tryckstàngen 13 som därmed rör sig framåt och stöter mot den framför solenoidanordningen 2 belägna spärrarmen 17, varvid spärrarmen 17 förskjuts så att säkerhetsbrytaren slår ifrån.

Monteringen av ankaranordningen 3 i solenoidanord- ningen 2 sker på följande sätt. Först förs den fasta an- kardelen 12 in i solenoidstommen 7 och nitas tillsammans med kontakten 51 fast vid stommen, varvid den fasta an- kardelen själv bildar en nit. Därefter anordnas ankar- isoleringen 9 runt den fasta ankardelen 12. Sedan förs tryckstàngen 13, fjädern 11 och den rörliga ankardelen lO in i isoleringen 9. I och med att dessa tre delar är för- skjutbara måste de hållas pà plats manuellt så att de inte tappas ut ur ankarisoleringen 9. Slutligen fixeras ankaranordningen 2 och dess ingående delar genom att stoppklacken 8 svetsas fast på stommen.

Monteringen av den kända ankaranordningen är alltså en komplicerad process som är svår att automatisera, vil- ket medför höga tillverkningskostnader och långa monte- ringstider.

Andra på marknaden förekommande strömställararrange- mang är vanligen uppbyggda på motsvarande sätt. Istället för stoppklacken 8 används dock ibland ett stopp i säker- hetsbrytarens hus. Alternativt kan tryckstången vara en integrerad del av den rörliga ankardelen, varvid den i sin mot spärrarmen vända ände är försedd med en krage som begränsar den rörliga ankardelens rörelse bort från den fasta ankardelen.

Säkerhetsbrytare finns vidare av olika typer med olika karakteristik, som bestämmer deras tröghet. Tröghe- “1 1111111 1 |l1 1111 1 I 11! 1 111 ! 1 111 '111 151 lHHU .M 10 15 20 25 30 35 512 66,7 ten bestämmer den tid det tar innan säkerhetsbrytaren slår ifrån vid en viss överström. Det är endast några få delar som skiljer sig från varandra mellan säkerhetsbry- tare med olika karakteristik, av vilka delar ankaranord- ningen är en. Trögheten är i allt väsentligt en funktion av fjäderns styvhet: ju styvare fjäder, desto längre tid.

Det är givetvis ofördelaktigt att inte ha möjligheter att fatta ett sent beslut avseende brytarens karakteristik.

Känd teknik försvårar ett sådant beslut, eftersom de in- gående delarna i solenoidanordning och ankaranordning är beroende av varandra vid monteringen, vilket avsevärt försvårar montering i ett sent skede.

Sammanfattning av uppfinningen Mot bakgrund av ovanstående är därför ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett ström- ställararrangemang som är enkelt att montera och lämpat för automatmontering. Detta ändamål uppnås med ett ström- ställararrangemang enligt patentkravet 1.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att anvisa ett förenklat sätt, som kan automatiseras, för montering av ett strömställararrangemang. Detta ändamål uppnås med sättet enligt patentkravet 9.

I ett strömställararrangemang enligt uppfinningen bildar ankarisoleringen, den rörliga ankardelen, som kan innefatta en tryckstång eller något annat lämpligt organ för att mekaniskt påverka en spärrarm, den fasta ankar- delen och ett elastiskt organ tillsammans en självsamman- hållen enhet, varvid ankarisoleringen har den sammanhål- lande funktionen. Delarna håller alltså ihop av sig själva och kan monteras ihop till en enhet före monte- ringen i solenoidanordningen. Eftersom delarna i ankar- anordningen inte behöver hållas ihop under själva monte- ringen i solenoidanordningen förenklas monteringen avse- värt och kan automatiseras. Utformningen som en förmon- terbar enhet medger också separat tillverkning och prov- ning av ankaranordningar. Att separat kunna prova ankar- anordningar är givetvis en stor fördel eftersom man då 10 15 20 25 30 35 512 6167 säkerställer att dessa alltid är felfria när de väl är på plats i en säkerhetsbrytare. Dessutom ges möjligheter för separat lagerhàllning och montering làngt fram i till- verkningsprocessen för säkerhetsbrytare. En annan fördel är att man med lätthet kan byta ut ankaranordningen i en säkerhetsbrytare om man exempelvis önskar en annan karak- teristik.

I strömställararrangemanget enligt uppfinningen har ankaranordningen och stommen komplementära ingreppsorgan, vilka medger införing av ankaranordningen i stommen och löstagbar montering av ankaranordningen genom vridning av denna.

De komplementära ingreppsorganen kan bestå av en klack och ett urtag.

Ankarisoleringen har lämpligen ett stopporgan som definierar ett ändläge för den rörliga ankardelen i en första riktning, företrädesvis bort från den fasta ankar- delen. Stopporganet kan vara utformat på olika sätt och antingen vara en integrerad del av ankarisoleringen eller vara fäst på denna. Det kan exempelvis innefatta en stoppbom som sträcker sig tvärs över isoleringens ena ände.

Stopporganet har flera funktioner. Det håller den rörliga ankardelen på plats i ankarisoleringen. Det bi- drar vidare till att orientera ankaranordningen då denna förs in i solenoidstommen. Det utgör dessutom ett lämp- ligt grepparti för en monteringsmaskin.

Den fasta ankardelen kan ha kvarhållningsorgan som tjänar till att hålla kvar den fasta ankardelen i ankar- isoleringen på ett tillförlitligt sätt utan hjälp av so- lenoidstommen som används i den kända tekniken. Kvarhåll- ningsorganen kan lämpligen vara rillor, som är anordnade på utsidan av den fasta ankardelen.

Den rörliga ankardelens rörelse framåt mot den fasta ankardelen är ett snabbt förlopp som ger upphov till en luftkudde mellan de båda ankardelarna. För att på ett effektivt sätt släppa ut denna luftkudde innefattar an- 'N filii 10 15 20 25 30 35 512 667 karisoleringen företrädesvis ett eller flera luftutsläpp i den del av mantelytan som befinner sig mellan den rör- liga ankardelen och den fasta ankardelen. Storleken på luftutsläppen kan med lätthet optimeras för aktuell till- lämpning. Vanligtvis önskas en så snabb evakuering som möjligt. Tekniken ger dock också andra möjligheter. Genom att exempelvis anordna luftutsläpp ett stycke från den fasta ankardelen uppnås en bromsverkan eftersom luft- kudden evakueras snabbare i början av den rörliga ankar- delens rörelse och långsammare i slutet av densamma.

Vid monteringen av ankaranordningen i solenoidanord- ningen, monteras ankaranordningen ihop till en enhet utanför solenoidanordningen. Därefter kan ankarenheten enkelt föras in i solenoidanordningens stomme under det att de komplementära ingreppsorganen hålls inriktade med varandra, och fixeras genom att ankarenheten vrids så att ingreppsorganen inte längre är inriktade med varandra.

Kort beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer nedan att beskrivas genom föredragna utföringsexempel med hänvisning till bi- fogade ritningar, på vilka Fig 1, som redan har diskuterats, visar en längd- snittsvy över en tidigare känd strömställaranordning.

Fig 2 visar en längdsnittsvy över en ankaranordning enligt en föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning.

Fig 3 visar en sidovy av ett strömställararrangemang med en ankaranordning enligt fig 2.

Fig 4 visar en vy bakifrån över ett strömställar- arrangemang enligt fig 3.

Beskrivning av föredragna utföringsexempel I det följande beskrivs en ankaranordning och ett strömställararrangemang som är avsedda att användas i en säkerhetsbrytare.

I fig 2 visas en utföringsform av en ankaranordning 21 enligt uppfinningen. Ankaranordningen 21 innefattar en 10 15 20 25 30 35 512 667 ankarisolering 22, en rörlig ankardel 23 med en tryck- stång 24, en fast ankardel 25 och en fjäder 26.

Ankarisoleringen 22 omsluter ankaranordningens öv- riga delar 23-26 för att isolera dessa när ankaranord- ningen 21 är monterad i en solenoidanordning. Isoleringen 22 är cylindrisk och tillverkad av ett formsprutat plast- material, som är något elastiskt. Ett stopporgan 27 är anordnat vid isoleringens 22 ena ände 28. Det utgörs av en stoppbom 27 som sträcker sig tvärs isoleringens 22 ena öppning 29. Stoppbommen 27 är fäst vid eller utgör en del av ankarisoleringen 22.

Den rörliga ankardelen 23 är rörligt anordnad inuti isoleringen 22 vid dennas ena ände 28. Den rörliga ankar- delens 23 rörelse mot ankarisoleringens 22 ena öppning 29 begränsas av stoppbommen 27.

Den fasta ankardelen 25 är fast anordnad vid isole- ringens 22 andra ände 30 genom presspassning. Denna presspassning möjliggörs medelst rillor 31 som är utfor- made i den fasta ankardelens 25 yta. Ankarisoleringen 22 är elastisk så att rillorna 31 kan gripa in i denna vid presspassningen. Den fasta ankardelens 25 diameter är vid rillorna 31 större än isoleringens 22 innerdiameter, vil- ket medför god fixering av den fasta ankardelen 25. En kontaktfläns 32 är utformad vid det ändparti hos den fasta ankardelen 25 som är vänt ut från ankarisoleringen 22, vilken fläns 32 åstadkommer god magnetisk kontakt då ankaranordningen 21 anligger mot en solenoidstomme hos en solenoidanordning.

Fjädern 26 är förspänd mellan den rörliga ankardelen 23 och den fasta ankardelen 25 och sträcker sig genom ett rörelseutrymme 33 mellan de båda ankardelarna. Tryck- stången 24, som är av formsprutad plast, ligger an mot den rörliga ankardelen 23 i ett urtag 34 och sträcker sig längs isoleringens 22 längdaxel genom fjädern 26 och ge- nom ett stàngurtag 35 i den fasta ankardelen 25.

Ett flertal luftutsläpp 36 är anordnade i ankariso- leringens 22 mantelyta kring dess omkrets. Dessa finns i I! H1 "||\'\'|“ H H! ! M' 1 Hu M | “m u x m | w r n- 1: 10 15 20 25 30 35 512 667 den del av mantelytan som vid normal funktion befinner sig mellan den rörliga ankardelen 23 och den fasta ankar- delen 25.

Monteringen av den självsammanhållna ankaranordning- en 2l går till enligt det följande. Först för man in den rörliga ankardelen 23 i ankarisoleringen 22 genom den utan stoppbom 27 försedda öppningen hos isoleringen. Änd- läget för den rörliga ankardelen 23 definieras av stopp- bommen 27. Därefter förs tryckstången 24 och fjädern 26 in i isoleringen 22, varvid tryckstången 24 kommer i an- liggning mot den rörliga ankardelen 23. Slutligen press- passas den fasta ankardelen 25 pá plats i ankarisolering- en, varefter ankaranordningen 21 utgör en självsamman- hållen, fristående enhet.

I fig 3 visas ett strömställararrangemang som inne- fattar en ankaranordning 21 och en solenoidanordning 38 enligt föreliggande uppfinning. Solenoidanordningens 38 huvuddelar utgörs av en solenoidstomme 39, en solenoid 40, en utgående pol 41 samt en fast kontakt 42, som, så- som framgår i figuren, utgör en integrerad del av stom- men. Den utgående polen 41, kontakten 42 och solenoiden 40 utgör en länk i säkerhetsbrytarens strömbana.

Ankaranordningen 21 är, såsom framgår i fig 3, an- ordnad inuti solenoidanordningen 38, varvid solenoiden 40 omger större delen av ankaranordningen 21. Solenoidstom- men 39 har, vid den ände där kontakten 42 finns, ett första hål 43 som medger delvis passage av ankaranord- ningens 21 fasta ankardel 25, samt, vid den ände där den första kontakten 41 finns, ett andra hål 44 som medger passage av ankaranordningen 21. Ankaranordningens 21 änd- läge vid hålet 43 definieras av den fasta ankardelens 25 kontaktfläns 32 (se fig 2), som ligger an mot solenoid- stommen 39 för erhållande av god kontakt metall mot me- tall. Ankaranordningen 21 är vid sin ände med stoppbommen 27 fäst vid solenoidstommen 39 medelst två vridklackar 45, som är utformade i ankarisoleringens 22 yta, och två çl 10 15 20 25 30 35 512 667 motsvarande vridurtag 47, som är utformade i solenoid- stommen 39.

I fig 3 visas även schematiskt en spärrarm 49 som ingår i säkerhetsbrytaren och som förskjuts av tryck- stången 24 när strömställararrangemanget aktiveras.

Fig 4 är en vy bakifrån över en solenoidanordning 38 med en fastsatt ankaranordning 21. Denna figur visar vridklackarna 45 hos ankaranordningen 21 samt urtagen 47 hos solenoidstommen 39.

Monteringen av en ankaranordning 21 i en solenoidan- ordning 38 kommer nu att beskrivas. När ankaranordningen 21 förs in i solenoidanordningen 38 genom det andra hålet 44 hålls stoppbommen vertikalt så att vridklackarna 45 och vridurtagen 47 är inriktade med varandra. Införandet fortgår tills kontaktflänsen 32 kommer i anliggning mot solenoidstommen 39 och vridklackarna 45 är förbi vridur- tagen 47, varvid hela ankaranordningen 21 vrids ett kvarts varv så att vridklackarna 45 går i ingrepp med so- lenoidstommen 39 och förspänner ankaranordningen i längd- led. Efter vridningen är ankaranordningen 21 fixerad vid solenoidanordningen 38. Stoppbommen 27 underlättar denna montering avsevärt eftersom den dels fungerar som in- greppsparti för en griphand eller dylikt så att ankaran- ordningen 21 blir lätt att gripa och vrida om, dels orienterar ankaranordningen 21 vid införandet så att an- karanordningen 21 kommer i exakt rätt position för vrid- ningen.

I det följande kommer ankaranordningens 21 funktion att beskrivas med hänvisning till fig 2 och fig 3.

Såsom beskrivits ovan aktiveras ankaranordningen 21 när en alltför stor ström uppkommer i den runt ankaran- ordningen 21 anordnade solenoiden 40. Strömmen ger upphov till ett magnetfält som attraherar de båda ankardelarna 23, 25. Avståndet mellan den fasta ankardelen 25 och den rörliga ankardelen 23 vid normal funktion upprätthålls medelst fjädern 26. När attraktionskraften mellan de båda ankardelarna 23, 25 är så stor att fjädern 26 inte längre lll ll I l I I l ll ' lllllllll 'll I I ll 'l 'l .amlfia%azr.a . _. 10 15 20 25 30 35 512 667 10 kan hålla tillbaka den rörliga ankardelen 23, rör sig denna mot den fasta ankardelen 25. Vid denna rörelse för den rörliga ankardelen 23 med sig tryckstàngen 24, som därvid löper vidare genom stångurtaget 35 för att slutli- gen stöta till spärrarmen 49 som befinner sig framför an- karanordningens 21 ände med den fasta ankardelen 25.

Spärrarmen 49 förskjuts vid denna stöt och bringar säker- hetsbrytaren att slå ifrån.

Vid den rörliga ankardelens 23 rörelse mot den fasta ankardelen 25 bildas en luftkudde mellan dessa. Luftkud- den evakueras effektivt medelst luftutsläppen 36 i ankar- isoleringens 22 mantelyta. Luftutsläppen 36 samt utform- ningen av stopporganet 27 som en bom ger fritt luftflöde på båda sidor om den rörliga ankardelen 23.

Alternativa utföringsformer Åtskilliga modifieringar av föreliggande uppfinning är möjliga inom ramen för densamma.

Exempelvis kan stoppbommen för det rörliga ankaret vara utformad på ett flertal olika sätt. Den behöver inte löpa tvärs över ankarisoleringens öppning, utan endast en stycke. Andra stopporgan kan också tänkas, såsom en eller flera klackar, eller en eller flera sammanhängande ytor, dock utan att stoppbommens flerfaldiga funktionalitet uppnås.

Dessutom kan luftutsläppen bestå av hål, spalter, luftgenomsläppliga ytskikt, etc.

Att presspassa fast det fasta ankaret i ankarisole- ringen är en lämplig metod, dock kan andra metoder fun- gera, såsom exempelvis varmformning, bajonettfattningar av olika slag, nitning, limning, klackar och urtag, etc.

Istället för en fjäder mellan de båda ankardelarna kan vidare andra elastiska organ, såsom en gummibit eller något annat elastiskt material, användas.

Istället för att tryckstàngen är en separat detalj såsom i ovan visade utföringsform kan den utgöra en in- tegrerad del av det rörliga ankaret, dock är den då före- trädesvis tillverkad av ett icke-magnetiskt material. 512 667 ll Anordnandet av vridklackar och motsvarande vridurtag skulle kunna komma ifråga även för andra typer av ankar- anordningar och solenoidanordningar än de ovan beskrivna.

Det skulle också kunna tänkas att de två ankardelar- na i stället för att attrahera varandra repellerar var- andra vid en för stor ström. Detta skulle kräva en annan inbördes placering av ankaranordningens ingående delar än den ovan beskrivna.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 512 667 12 PATENTKRAV

1. Strömställararrangemang innefattande en ankaran- ordning (21), en solenoid (40) och en stomme (39), varvid ankaranordningen är anordnad att sträcka sig genom sole- noiden (40) och vid sina ändar uppbäras i stommen och varvid ankaranordningen innefattar en fast ankardel (25), en rörlig ankardel (23, 24), vilken rör sig i en första riktning i förhållande till den fasta ankardelen vid verksamgöring av ankaranordningen, ett elastiskt organ (26), som är anordnat att förspänna den rörliga ankar- delen i en andra riktning i förhållande till den fasta ankardelen, och en ankarisolering (22), som väsentligen omger och håller samman den fasta ankardelen, den rörliga ankardelen och det elastiska organet så att en själv- sammanhållen enhet bildas, k ä n n e t e c k n a d av att ankaranordningen (21) och stommen (39) har komple- mentära ingreppsorgan (45, 47) vilka medger införing av ankaranordningen i stommen och löstagbar montering av ankaranordningen genom vridning av denna.

2. Strömställararrangemang enligt patentkravet 1, varvid ingreppsorganen innefattar minst en klack (45) och minst ett motsvarande urtag, varvid klacken (45) är pla- cerad på den ena av ankarisoleringen (22) och stommen (39) och urtaget (47) i den andra av ankarisoleringen (22)och stommen (39).

3. Strömställararrangemang enligt krav 1 eller 2, varvid ankarisoleringen (22) är formsprutad av plast i ett stycke.

4. Strömställararrangemang enligt krav 1, 2 eller 3, varvid ankarisoleringen (22) innefattar ett grepparti (27) vid sin ena kortände.

5. Strömställararrangemang enligt något av före- gående krav, varvid ankarisoleringen (22) innefattar ett stopporgan (27) som definierar ett ändläge för den rör- liga ankardelen (23, 24) i den första riktningen (25). O' 1) 4 l 10 15 20 25 30 35 512 667 13

6. Strömställararrangemang enligt krav 5, varvid stopporganet innefattar en bom (27) som sträcker sig tvärs över en kortände (28) av ankarisoleringen (22).

7. Strömställararrangemang enligt något av före- gående krav, varvid den fasta ankardelen (25) har kvar- hållningsorgan (31), som tjänar till att hålla kvar den fasta ankardelen i ankarisoleringen (22) när den fasta ankardelen är införd i denna.

8. Strömställararrangemang enligt något av före- gående krav, varvid ankarisoleringen väsentligen i den del som befinner sig mellan den rörliga ankardelen och den fasta ankardelen har åtminstone ett luftutsläpp (36), men väsentligen saknar luftutsläpp i de delar som omger den fasta ankardelen och den rörliga ankardelen.

9. Sätt att montera en ankaranordning, vilken inne- fattar en ankarisolering (22), en fast ankardel (25), en rörlig ankardel (23, 24) och ett elastiskt organ (26), i en solenoidanordning (38), som innefattar en solenoid (40) som är fäst i en stomme (39), som har ett första och ett andra hål som är inriktade med solenoiden, k ä n - n e t e c k n a t av stegen att montera ihop ankarisoleringen, den fasta ankardelen, den rörliga ankardelen och det elastiska organet till en självsammanhàllen ankaranordning; föra in ankaranordningen i solenoiden (40) under det att komplementära ingreppsorgan (45, 47) hos ankaranord- ningen och stommen hålls inriktade med varandra, så att en första ände (30) av ankaranordningen sträcker sig genom det första hålet och en andra ände (28) av ankaran- ordningen sträcker sig genom det andra hålet i stommen (39): och fästa ankaranordningen löstagbart vid stommen (39) genom vridning av ankaranordningen så att de komplemen- tära inreppsorganen inte längre är inriktade med var- andra.

10. Sätt enligt krav 9, varvid den självsammanhàllna ankaranordningen åstadkommes med stegen att |||1 IN '11 M HP' ! I! WIN HH lå'