SI25414A - Varnostno električno stikalo z izboljšanim kontaktnim sklopom - Google Patents

Abstract

Izum je osnovan na problemu poenostavitve in povečanja zanesljivosti varnostnega električnega stikala. Stikalo po izumu v ta namen obsega izpopolnjen kontaktni sklop (2), ki sestoji iz nepremakljivega kontakta (21), ki sestoji iz električno prevodnega materiala in je električno povezan s tuljavo (31) prekinjevalnega sklopa (3), ki je električno povezana s prvo priključno sponko (13) na ohišju (1) stikala, in ki je v ohišju (1) razporejen na proti nasedu (11) obrnjeni strani prekinjevalnega sklopa (3) inizven slednjega, kot tudi iz premakljivega kontakta (22), ki prav tako sestoji iz električno prevodnega materiala in je v notranjosti ohišja (1) stikala razporejen v bližini omenjenega nepremakljivega kontakta (21), pri čemer je električno povezan s preostalo priključno sponko (14) na ohišju (1) stikala, in pri čemer je premakljivi kontakt (22) zavihtljivo uležiščen v zibki (220), ki je oblikovana na prostem koncu (221') togega konzolnega nosilca (221) v območju pred udarno iglo (32) prekinjevalnega sklopa(3) ter mehansko in električno povezana s pripadajočo priključno sponko (14), tako daje v omenjeni zibki (220) zavihtljivo uležiščen premakljivi kontakt (22) proti nepremakljivemu kontaktu (21) pritisljiv s pomočjo vzmeti (222), s katero je podprt v bližini omenjene zibke (220), v smeri vstran od nepremakljivega kontakta (21) pa premakljiv proti sili omenjene vzmeti (222) s pomočjo zaradi trka udarne igle (32) zavihtenega stikalnega sklopa (4).

Description

Varnostno električno stikalo z izboljšanim kontaktnim sklopom

Izum spada na področje elektrotehnike, in sicer k osnovnim električnim komponentam, namreč k stikalom in podrobnostim električnih stikal, ki so upravljiva s pomočjo ustreznega vzvoda, še zlasti stikal za zaščito pred električnim preobremenitvam. Izumi te vrste so po mednarodni patentni klasifikaciji (MPK9) razvrščeni v razred H 01 H 71/52, H 01 H 73/50 ali H 01 H 71/40.

Pri tem je izum načeloma osnovan na problemu poenostavitve in povečanja zanesljivosti varnostnega električnega stikala. To pomeni zasnovati varnostno električno stikalo, ki se bo po vključitvi v vsakokraten električni tokokrog bodisi na prekomerne termične preobremenitve ali na pojav kratkostičnega toka v tokokrogu odzvalo s hitro in zanesljivo prekinitvijo le-tega ob karseda nizki električni kontaktni upornosti in s tem lastni porabi električne moči, pri čemer naj bo po eni strani dosežena karseda velika hitrost premakljivega kontakta med prekinjanjem skozenj potekajočega električnega tokokroga in s tem hitra komutacija električnega obloka, po drugi strani pa naj bi že sam mehanski koncept zasnove in razporeditve premakljivega in nepremakljivega kontakta stikalu zagotavljal enostavnost izdelave z možnostjo avtomatizacije procesa izdelave in tudi takšno obliko tokovne poti, ki naj bi privedla po eni strani k odklonu električnega obloka zaradi formiranja primernega magnetnega polja in po drugi strani k ohranjanju zadostne razdalje med premakljivim in nepremakljivim kontaktom v stikalu po prekinitvi električnega tokokroga zaradi izboljšanja prebojne trdnosti stikala v prekinjenem stanju.

Varnostno električno stikalo, na katero se prijavitelj sklicuje z referenco, je opisano v EP 2 545 576 BI. Pri tovrstnem stikalu sta na ohišju, ki sestoji iz električno neprevodnega gradiva, predvideni vsaj dve električni sponki za priključitev vsaj dveh priključnih žic, preko katerih je stikalo povezljivo v vsakokraten električni tokokrog. V notranjosti omenjenega ohišja sta zaradi sklenitve oziroma prekinitve električnega tokokroga, ki ga je možno vzpostaviti skozi omenjeno stikalo, vgrajena nepremakljiv električni kontakt in premakljiv električni kontakt, ki skupaj tvorita kontaktni sklop in ki vsak zase sestojita iz električno prevodnega materiala, pri čemer sta vsak zase električno povezana z vsakokrat pripadajočo sponko in s tem v vsakokraten električni tokokrog. Omenjen premakljivi kontakt je prirejen za sodelovanje z odklopnim mehanizmom, ki je povezan s stikalno ročico za upravljanje stikala in za indikacijo napak ter prirejen za aktiviranje s pomočjo sprožilca. Odklopni mehanizem obsega električno tuljavo, bimetalno podložko in udarno iglo, ki bodisi zaradi raztezanja bimetalne podložke ali elektromagnetnega polja tuljave učinkuje na omenjen odklopni mehanizem. Stikalna ročica je v svojem vrtišču zasukljivo uležiščena v notranjosti ohišja in obsega izven ohišja segajoč upravljalni del, razen tega pa je na njenem v notranjosti ohišja razporejenem koncu nanjo členkasto priključen stikalni locen, ki je prirejen za povezavo ročice z omenjenim odklopnim mehanizmom. Odklopni mehanizem sestoji iz stikalnega vzvoda in udarnega vzvoda, pri čemer je stikalni vzvod v svojem vrtišču zasukljivo uležiščen v ohišju in obsega v bližini udarne igle sprožilca razporejen prvi nased kot tudi v bližini stikalne ročice razporejen in za sodelovanje z omenjenim stikalnim locnom prirejen drugi nased. Med omenjenima nasedoma in na ustrezni razdalji od vrtišča stikalnega vzvoda je razporejen nastavek, na katerem je pripeta natezna vzmet, ki je po drugi strani pripeta na premakljivem kontaktu. V ustreznem vrtišču na stikalnem vzvodu je zasukljivo uležiščen udarni vzvod, ki obsega prvi krak, ki se nahaja neposredno pred udarno iglo sprožilca, in glede na omenjeno vrtišče nasprotni drugi krak, ki se nahaja ob drugem nasedu stikalnega vzvoda. Temu ustrezno je stikalni locen, ki je po eni strani členkasto povezan s stikalno ročico, po drugi strani vstavljiv med krak udarnega vzvoda in nased stikalnega vzvoda. V opisanem primeru je premakljivi kontakt zasnovan kot enovit vzvod in je zasukljiv okoli vrtišča, kije na voljo kot okoli v ohišju, zavihtljiv pa je iz položaja stabilnega naleganja na nepremakljivem kontaktu v stabilno podprt položaj na odmiku od omenjenega nepremakljivega kontakta, obenem pa je tudi prirejen za sodelovanje z odklopnim mehanizmom, in sicer bodisi s stikalnim vzvodom ali pa z udarnim vzvodom omenjenega mehanizma. Nadalje je premakljivi kontakt s svojim krakom proti nepremakljivemu kontaktu pritisljiv s pomočjo vzmeti, po izbiri natezne vijačne vzmeti, ki je napeta med nastavkom na stikalnem vzvodu in nasedom, ki je na premakljivem kontaktu razporejen na odmiku od vrtišča in pod ustreznim kotom glede na smer poteka omenjenega kraka, nadalje je na omenjenem kraku premakljivega kontakta predvidena naležna površina, ki je prirejena za sodelovanje bodisi z nasedom stikalnega vzvoda, ki je razporejen v bližini udarne igle sprožilca, ali pa z ustreznim nastavkom na kraku udarnega vzvoda, ki je razporejen ob udarni igli sprožilca. Pri tem je vrtišče premakljivega kontakta glede na udarno iglo sprožilca razporejeno vsaj približno v liniji premikanja udarne igle in pred slednjo, pri čemer sta v območju med premakljivim kontaktom in udarno iglo razporejena krak udarnega vzvoda in nased stikalnega vzvoda. Tovrstno stikalo sestoji iz razmeroma zapletenih sestavnih delov, katerih izdelava je razmeroma zahtevna, prav tako je razmeroma zapleten proces izdelave in montaže, še zlasti v primeru velikoserijske avtomatizirane proizvodnje. Stikalo sicer zagotavlja prekinitev električnega tokokroga v primeru pojava nadtoka ali kratkostičnega toka, vendar pa je potek električnega tokokroga v pogledu generiranja magnetnega polja, ki privede k odbijanju obloka med približevanjem oz. razmikanjem kontaktov, razmeroma neugoden. Razen tega bi bilo zaželeno, če bi bila hitrost premikanja premakljivega kontakta večja, obenem pa tudi, da bi bila prebojna trdnost stikala v razklenjenem položaju kontaktov še višja.

Podobno stikalo je opisano tudi v EP 2 837 014, na katero se prijavitelj prav tako sklicuje z referenco. Še nadalje je v EP 0 621 919 Al opisano zaščitno stikalo, ki prav tako obsega ohišje s priključnima sponkama, s katerima sta električno povezana nepremakljivi kontakt in premakljivi kontakt, ki sta nameščena v notranjosti omenjenega ohišja. Tudi to zaščitno stikalo vsebuje termični odklopnik s tuljavo, elektromagnetom in udarno iglo, ki je vgrajen v električnem tokokrogu med nepremakljivim kontaktom in pripadajočo sponko na ohišju. Premakljivi kontakt je električno povezan s pripadajočo priključno sponko na ohišju in premakljiv bodisi v prvi položaj, ko je v stiku z nepremakljivim kontaktom, ali pa v drug položaj, ko se nahaja na odmiku od nepremakljivega kontakta. Po drugi strani je premakljivi kontakt mehansko povezan s stikalno ročico, ki je v svojem vrtišču zasukljivo uležiščena v notranjosti ohišja in obsega izven ohišja segajoč upravljalni del, razen tega pa je na njenem v notranjosti ohišja razporejenem koncu nanjo členkasto priključen stikalni locen, ki je prirejen za povezavo ročice z omenjenim odklopnim mehanizmom. Odklopni mehanizem sestoji iz stikalnega vzvoda in udarnega vzvoda. Premakljivi kontakt je zasukljivo uležiščen v ohišju in je s pomočjo vzmeti na eni strani držan v smeri proti ohišju in po drugi strani pritisnjen proti nepremakljivemu kontaktu. S pripadajočo sponko na ohišju je električno povezan preko gibkega električnega vodnika, ki je nerazstavljivo povezan po eni strani na nepremakljivi kontakt in po drugi strani na sponko, npr. z varjenjem ali s spajkanjem. V primeru električne preobremenitve omenjen odklopni mehanizem s pomočjo udarne igle sproži udarni vzvod, ki preko stikalnega vzvoda zavihti stikalno ročico in obenem zasuče premakljivi kontakt proti sili omenjene vzmeti v smeri vstran od nepremakljivega kontakta, s čimer se električni tokokrog prekine. Pri tem se premakljivi kontakt od nepremakljivega kontakta odmakne za razmeroma majhno razdaljo, kar pomeni razmeroma nizko prebojno trdnost stikala. Ne glede na to se pri omenjenem zasuku premakljivega kontakta v znatni meri deformira gibki električni vodnik, pri čemer sta neugodno obremenjeni tudi obe mesti, kjer je vodnik povezan s priključno sponko in premakljivim kontaktom, kar je povezano z določenim tveganjem glede zanesljivosti delovanja tovrstnega stikala, še zlasti pri dolgotrajni uporabi, ko se uporabljeni materiali starajo in/ali vsaj lokalno tudi kemično spreminjajo, medtem ko se število vklopov in izklopov načeloma lahko kvečjemu povečuje. Razen tega je potek električnega tokokroga v pogledu generiranja magnetnega polja za odklanjanje obloka tudi v tem primeru razmeroma neugoden.

Izum se nanaša na varnostno električno stikalo z izboljšanim kontaktnim sklopom, pri čemer tovrstno stikalo v splošnem obsega škatlasto ohišje in v slednjem vgrajen kontaktni sklop, prekinjevalni sklop, stikalni sklop in po izbiri gasilno komoro.

Omenjeno škatlasto ohišje stikala sestoji iz električno izolacijskega materiala in na enem koncu obsega nased za razstavljivo povezavo ohišja s standardizirano priključno letvijo v vsakokrat razpoložljivi električni omarici, na nasprotnem koncu pa zavihtljivo stikalno ročico za ročni vklop stikala in s tem vzpostavitev skozenj potekajočega električnega tokokroga ali pa za ročni izklop stikala in s tem prekinitev skozenj potekajočega električnega tokokroga. Omenjeno ohišje stikala je nadalje opremljeno s priključnima sponkama iz električno prevodnega materiala, ki sta vsaka zase povezljivi z vsakokrat pripadajočim električnim vodnikom, preko katerega je stikalo povezano v vsakokraten električni tokokrog. V omenjenem ohišju stikala vgrajen kontaktni sklop v snovi tvorita nepremakljivi kontakt in premakljivi kontakt, ki oba sestojita iz električno prevodnega materiala. Kontaktni sklop je prirejen za sklenitev ali prekinitev električnega tokokroga skozi omenjeno stikalo, tako da je električni tokokrog skozi omenjeno stikalo sklenjen takrat, kadar se premakljivi kontakt nahaja v stiku z nepremakljivim kontaktom, oziroma prekinjen, kadar se premakljivi kontakt nahaja na odmiku od nepremakljivega kontakta. Vsak izmed omenjenih kontaktov je električno povezan z eno izmed priključnih sponk na ohišju stikala in s tem tudi z omenjenim električnim vodnikom.

Prav tako v omenjenem ohišju vgrajen prekinjevalni sklop sestoji iz cevasto zasnovanega ohišja, okoli katerega je navita tuljava, v njegovi notranjosti pa je na voljo osrednje razporejena in v njegovi vzdolžni smeri sem ter tja premakljiva udarna igla, na kateri je na proti kontaktnemu sklopu segajočem koncu nameščena bimetalna membrana. V notranjosti omenjenega ohišja prekinjevalnega sklopa sta v območju znotraj navitja omenjene tuljave vgrajena nepremakljivo jedro, ki je razporejeno na omenjenem proti prekinjevalnemu sklopu obrnjenem koncu, in v vzdolžni smeri ohišja sem ter tja skupaj z udarno iglo premakljiva kotva. Med jedrom in kotvo je vgrajena vzmet, ki je prirejena za odrivanje jedra in kotve vsaksebi. Temu ustrezno je omenjena udarna igla vzdolž ohišja prekinjevalnega sklopa v smeri proti kontaktnemu sklopu in v obratni smeri premakljiva bodisi s pomočjo omenjene bimetalne membrane v primeru deformacije le-te kot posledice temperaturnih razlik v primeru segrevanja zaradi električne preobremenitve ali pa s pomočjo kotve v primeru premikanja le-te v smeri proti jedru in s tem proti kontaktnemu sklopu zaradi elektromagnetnega polja, ki ga v primeru električne preobremenitve generira omenjena tuljava, oz. vračanja kotve v izhodiščni položaj na odmiku od jedra zaradi sile omenjene vzmeti.

Omenjen stikalni sklop sestoji iz električno izolacijskega materiala in je po eni strani mehansko povezan z omenjeno stikalno ročico na ohišju stikala, tako da je ročica z njegovo pomočjo zavihtljiva v en ali drug končni položaj, obenem pa je razporejen v območju pred udarno iglo prekinjevalnega sklopa in v bližini premakljivega kontakta kontaktnega sklopa. Ob premiku udarne igle v smeri proti premakljivemu kontaktu udarna igla zadene ob stikalni sklop, ki po eni strani učinkuje na premakljivi kontakt, tako da se slednji odmakne pod nepremakljivega kontakta in prekine električni tokokrog skozi stikalo, po drugi strani pa na stikalno ročico, ki se pri tem zavihti iz enega v drug končni položaj, pri čemer je stikalni sklop v svojem izhodiščnem položaju držan s pomočjo vzmeti, ki je vpeta v ohišju stikala.

Po izumu je predvideno, da omenjen kontaktni sklop sestoji iz nepremakljivega kontakta, ki sestoji iz električno prevodnega materiala in je električno povezan s tuljavo prekinjevalnega sklopa, ki je električno povezana s prvo priključno sponko na ohišju stikala, pri čemer je ta nepremakljivi kontakt v ohišju razporejen na proti nasedu obrnjeni strani prekinjevalnega sklopa in izven slednjega, kot tudi iz premakljivega kontakta, ki prav tako sestoji iz električno prevodnega materiala in je v notranjosti ohišja stikala razporejen v bližini omenjenega nepremakljivega kontakta.

Premakljivi kontakt je električno povezan s preostalo priključno sponko na ohišju stikala in zavihtljivo uležiščen v zibki, ki je oblikovana na prostem koncu togega konzolnega nosilca v območju pred udarno iglo prekinjevalnega sklopa ter mehansko in električno povezana s pripadajočo priključno sponko. Pri tem je v omenjeni zibki zavihtljivo uležiščen premakljivi kontakt proti nepremakljivemu kontaktu pritisljiv s pomočjo vzmeti, s katero je podprt v bližini omenjene zibke, v smeri vstran od nepremakljivega kontakta pa je premakljiv proti sili omenjene vzmeti s pomočjo zaradi trka udarne igle zavihtenega stikalnega sklopa.

Omenjena vzmet, ki je prednostno na voljo kot listna vzmet, po izbiri pa je lahko tudi tlačna vijačna vzmet, je pri prednostni izvedbi izuma po eni strani togo pričvrščena na nosilcu obločne letve, ki je mehansko in električno povezan s priključno sponko ob premakljivem kontaktu, po drugi strani pa zasukljivo oprta ob omenjeno zibko na premakljivem kontaktu. Pri tem je vzmet konzolno vpeta na omenjenem togem električno prevodnem nosilcu iz električno neprevodnega materiala sestoječe in ob prekinjevalnem sklopu v notranjosti ohišja stikala razporejene obločne letve. Omenjen nosilec je mehansko in električno povezan s priključno sponko na strani premakljivega kontakta, medtem ko je preostali prav tako tog in električno prevoden nosilec obločne letve mehansko, in sicer na tog način, obenem pa tudi električno povezan z nepremakljivim kontaktom.

Izum bo v nadaljevanju podrobneje obrazložen na osnovi primera izvedbe, ki je prikazan na priloženi skici, kjer kažejo

Sl. 1 shematično ponazorjeno varnostno električno stikalo po izumu;

Sl. 2 shematično ponazorjen potek električnega tokokroga skozi stikalo po Sl. 1;

Sl. 3 posebej v izometriji prikazan kontaktni sklop stikala po Sl. 1 in 2; SI. 4 kontaktni sklop po Sl. 3 v vgrajenem stanju v stikalu po Sl. 1 in 2, ko se nepremakljivi in premakljivi kontakt nahajata v medsebojnem stiku;

Sl. 5 v narisu ponazorjen premakljivi kontakt kontaktnega sklopa po Sl. 3;

Sl. 6 kontaktni sklop po Sl. 3 v vgrajenem stanju v stikalu po Sl. 1 in 2, ko se nepremakljivi in premakljivi kontakt nahajata na odmiku drug od drugega;

Sl. 7 kontaktni sklop po Sl. 3 v vgrajenem stanju v stikalu po Sl. 1 in 2, in sicer med odmikanjem premakljivega kontakta vstran od nepremakljivega;

Sl. 8 posebej v izometriji ponazorjen odklopni mehanizem stikala po izumu;

Sl. 9 v vzdolžnem prerezu v osrednji ravnini ponazorjen odklopni mehanizem stikala po izumu z odstranjeno tuljavo;

Sl. 10 v vzdolžnem prerezu v osrednji ravnini ponazorjen odklopni mehanizem stikala po izumu vključno s tuljavo v primeru, ko električni tok v tokokrogu preseže vrednost nazivnega toka;

Sl. 11 pa prav tako v vzdolžnem prerezu v osrednji ravnini ponazorjen odklopni mehanizem stikala po izumu vključno s tuljavo v primeru, ko električni tok v tokokrogu znatno preseže vrednost nazivnega toka.

Varnostno električno stikalo (Sl. 1 in 2) obsega škatlasto ohišje 1 in v slednjem vgrajen kontaktni sklop 2, prekinjevalni sklop 3, stikalni sklop 4 in po izbiri gasilno komoro 5.

Omenjeno škatlasto ohišje 1 sestoji iz električno izolacijskega materiala in na enem koncu obsega nased 11 za razstavljivo povezavo ohišja 1 s standardizirano priključno letvijo, ki je vgrajena v vsakokrat razpoložljivi električni omarici. Ohišje 1 je na nasprotnem koncu opremljeno z zavihtljivo stikalno ročico 12 za ročni vklop stikala in s tem vzpostavitev skozenj potekajočega električnega tokokroga ali pa za ročni izklop stikala in s tem prekinitev skozenj potekajočega električnega tokokroga. Nadalje je omenjeno ohišje 1 opremljeno s priključnima sponkama 13, 14 iz električno prevodnega materiala, ki sta vsaka zase povezljivi z vsakokrat pripadajočim električnim vodnikom 15', 15", preko katerega je stikalo povezano v vsakokraten električni tokokrog.

Nadalje je v omenjenem ohišju 1 stikala vgrajen kontaktni sklop 2, ki je posebej prikazan na Sl. 3 ter sestoji iz nepremakljivega kontakta 21 in premakljivega kontakta 22 in ki je prirejen za sklenitev ali prekinitev električnega tokokroga skozi omenjeno stikalo, tako da je električni tokokrog skozi omenjeno stikalo sklenjen, kadar se premakljivi kontakt 22 nahaja v stiku z nepremakljivim kontaktom 21, oziroma prekinjen, kadar se premakljivi kontakt 22 nahaja na odmiku od nepremakljivega kontakta 21. Vsak izmed omenjenih kontaktov 21, 22 je električno povezan z eno izmed priključnih sponk 13, 14 na ohišju 1 in s tem tudi z omenjenim električnim vodnikom 15', 15". Še nadalje je v omenjenem ohišju 1 vgrajen prekinjevalni sklop 3, ki sestoji iz cevasto zasnovanega ohišja 30, okoli katerega je navita tuljava 31 in ki je posebej ponazorjen na Sl. 8 - 11. V notranjosti omenjenega ohišja 30 je na voljo osrednje razporejena in v njegovi vzdolžni smeri sem ter tja premakljiva udarna igla 32, na kateri je na proti kontaktnemu sklopu 2 segajočem koncu 30' nameščena bimetalna membrana 33. Razen tega pa sta v notranjosti omenjenega ohišja 30 prekinjevalnega sklopa 3 v območju znotraj navitja omenjene tuljave 31 vgrajena nepremakljivo jedro 34, in v vzdolžni smeri ohišja 30 sem ter tja skupaj z udarno iglo 32 premakljiva kotva 35. Med jedrom 34 in kotvo 35 je vgrajena vzmet 36, ki je prirejena za odrivanje jedra 34 in kotve 35 vsaksebi, v prikazanem primeru pa je na voljo kot tlačna vijačna vzmet.

Pri tem je omenjena udarna igla 32 vzdolž ohišja 30 prekinjevalnega sklopa 3 v smeri proti kontaktnemu sklopu 2 premakljiva bodisi s pomočjo omenjene bimetalne membrane 33 v primeru deformacije le-te kot posledice segrevanja zaradi električne preobremenitve ali pa s pomočjo kotve 34 v primeru premikanja le-te v smeri proti jedru 35 in s tem proti kontaktnemu sklopu 2 zaradi elektromagnetnega polja, ki ga v primeru električne preobremenitve generira omenjena tuljava 31. Električni tokokrog, ki poteka skozi stikalo po izumu med priključnima vodnikoma 15', 15" preko sponk 13, 14, premakljivega kontakta 22 in nepremakljivega kontakta 21 ter skozi omenjen prekinjevalni sklop 3, natančneje skozi tuljavo 31, ki je ovita okoli njegovega ohišja 30, v primeru regularnega delovanja stikala pri nazivnem električnem toku vzdržuje regularno stanje, kakršno je prikazano na Sl. 1. Kadar pa električni tok skozi tuljavo 31 preseže nazivno vrednost, se tuljava 31 in ohišje 30 prekinjevalnega sklopa segrejeta do te mere, da se toplota prenese na bimetalno membrano 33, ki se odkloni po Sl. 1 proti desni, namreč v smeri proti kontaktnemu sklopu 2, s čimer povzroči premik udarne igle 32 v omenjeni smeri. Ob pojavu kratkostičnega toka pa električni tok v tuljavi 31 zelo hitro in znatno preseže nazivno vrednost, zato za prenos toplote do bimetalne membrane 33 ni na voljo dovolj časa. V takem primeru se v tuljavi 31 istočasno s pojavom prekomernega toka generira magnetno polje, ki povzroči takojšen premik kotve 35 proti jedru 34 proti sili omenjene vzmeti 36, kar privede do takojšnjega premika udarne igle 32 v smeri proti kontaktnemu sklopu 2.

Stikalni sklop 4 stikala po izumu sestoji iz električno izolacijskega materiala in je po eni strani mehansko povezan z omenjeno stikalno ročico 12 na ohišju 1 stikala, tako daje ročica 12 z njegovo pomočjo zavihtljiva v en ali drug končni položaj, obenem pa je razporejen v območju pred udarno iglo 32 prekinjevalnega sklopa 3 in v neposredni bližini premakljivega kontakta 22 kontaktnega sklopa 2. Omenjen stikalni sklop 4 v svojem izhodiščnem položaju po Sl. 6 držan s pomočjo vzmeti 41, ki je vpeta v ohišju 1 stikala.

Ob premiku udarne igle 32 v smeri proti premakljivemu kontaktu 22 iz predhodno opisanih razlogov posledično udarna igla 32 zadene ob stikalni sklop 4, ki po eni strani učinkuje na premakljivi kontakt 22 (Sl. 7), tako da se slednji odmakne od nepremakljivega kontakta 21 in prekine električni tokokrog skozi stikalo (Sl. 6), po drugi strani pa tudi na stikalno ročico 12, ki se pri tem zavihti iz svojega izhodiščnega v preostali končni položaj.

Po prekinitvi električnega tokokroga skozi stikalo je možno z zasukom ročice 12 v njen izhodiščni položaj doseči vrnitev stikalnega sklopa 4 v njegov izhodiščni položaj, s tem pa tudi povrnitev premakljivega kontakta 22 v položaj naleganja na nepremakljivem kontaktu 21 kontaktnega sklopa 2.

Kot je bilo omenjeno, kontaktni sklop 2 sestoji iz nepremakljivega kontakta 21 in premakljivega kontakta 22. Nepremakljivi kontakt 21 je izveden iz električno prevodnega materiala in je električno povezan s tuljavo 31 prekinjevalnega sklopa 3, ki je električno povezana s prvo priključno sponko 13 na ohišju 1 stikala. Nepremakljivi kontakt 21 je v ohišju 1 razporejen na proti nasedu 11 obrnjeni strani prekinjevalnega sklopa 3 in izven slednjega. Tudi premakljivi kontakt 22 sestoji iz električno prevodnega materiala in je v notranjosti ohišja 1 stikala razporejen v neposredni bližini omenjenega nepremakljivega kontakta 21, pri čemer je električno povezan s preostalo priključno sponko 14 na ohišju 1 stikala.

Za stikalo po izumu v smislu rešitve uvodoma zastavljenega problema značilno, da je premakljivi kontakt 22 zavihtljivo uležiščen v zibki 220, ki je oblikovana na prostem koncu togega konzolnega nosilca 221 v območju pred udarno iglo 32 prekinjevalnega sklopa 3 ter mehansko in električno povezana s pripadajočo priključno sponko 14. Pri tem je v omenjeni zibki 220 zavihtljivo uležiščen premakljivi kontakt 22 proti omenjenemu nepremakljivemu kontaktu 21 pritisljiv s pomočjo vzmeti 222, s katero je podprt v bližini omenjene zibke 220, in je v smeri vstran od nepremakljivega kontakta 21 premakljiv proti sili omenjene vzmeti 222, in sicer s pomočjo stikalnega sklopa 4 med zasukom slednjega zaradi trka udarne igle 32 vanj. V prikazanem primeru (Sl. 3) je vzmet 222 na voljo kot listna vzmet, dasiravno je možna tudi neprikazana izvedba, pri kateri je vzmet 222 na voljo kot tlačna vijačna vzmet.

Nadalje je pri prikazani izvedbi izuma omenjena vzmet 222 po eni strani togo pričvrščena na nosilcu 51 obločne letve 5, kije mehansko in električno povezan s priključno sponko 14 ob premakljivem kontaktu 22, po drugi strani zasukljivo oprta ob omenjeno zibko 220 na premakljivem kontaktu 22. Pri tem je vzmet 222 konzolno vpeta na togem električno prevodnem nosilcu 51 iz električno neprevodnega materiala sestoječe in ob prekinjevalnem sklopu v notranjosti ohišja 1 stikala razporejene obločne letve 5. Nosilec 51 je v tem primeru mehansko in električno povezan s priključno sponko 14 na strani premakljivega kontakta 22, medtem ko je preostali prav tako tog in električno prevoden nosilec 52 obločne letve 5 mehansko na tog način in tudi električno povezan z nepremakljivim kontaktom 21.

Zahvaljujoč opisani izvedbi premakljivega kontakta 22 in načinu njegovega podprtja z vzmetjo 222 se, kadar premakljivi kontakt 22 nalega na nepremakljivem kontaktu 21, komponenta Fk] sile Fvi vzmeti 222 predstavlja tisto silo, s katero je premakljivi kontakt 22 pritisnjen proti nepremakljivemu kontaktu 21, in komponento, s katero premakljivi kontakt 22 (Sl. 4 in 5). Omenjena komponenta Fk) se nahaja na ročici rvi od vrtišča v zibki 220, sila Fvi pa glede na zibko 220 na ročici rvi. Vrtilna momenta obeh sil Fkl in Fvl sta izenačena. Med premikanjem premakljivega stikala 22 (Sl. 7) se smer sile Fvi spreminja in se vse bolj približuje smeri proti zibki 220, pri čemer se dolžina ročica rv] zmanjšuje proti vrednosti dolžine ročice rv2.

Delovanje stikala v primeru napajanja z nazivnim električnim tokom in tudi v primeru prekoračitve električnega tokokroga je bilo predhodno že opisano, zahvaljujoč predhodno opisanim značilnostim premakljivega stikala pa je rešen tudi uvodoma navedeni tehnični problem.

Claims (5)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Varnostno električno stikalo z izboljšanim kontaktnim sklopom, obsegajoče i) škatlasto ohišje (1), ki sestoji iz električno izolacijskega materiala in na enem koncu obsega nased (11) za razstavljivo povezavo ohišja (1) s standardizirano priključno letvijo v vsakokrat razpoložljivi električni omarici, na nasprotnem koncu pa zavihtljivo stikalno ročico (12) za ročni vklop stikala in s tem vzpostavitev skozenj potekajočega električnega tokokroga ali pa za ročni izklop stikala in s tem prekinitev skozenj potekajočega električnega tokokroga, pri čemer je omenjeno ohišje (1) nadalje opremljeno s priključnima sponkama (13,14) iz električno prevodnega materiala, ki sta vsaka zase povezljivi z vsakokrat pripadajočim električnim vodnikom (15', 15"), preko katerega je stikalo povezano v vsakokraten električni tokokrog; ii) v omenjenem ohišju (1) vgrajen kontaktni sklop (2), ki sestoji iz nepremakljivega kontakta (21) in premakljivega kontakta (22) in ki je prirejen za sklenitev ali prekinitev električnega tokokroga skozi omenjeno stikalo, tako da je električni tokokrog skozi omenjeno stikalo sklenjen, kadar se premakljivi kontakt (22) nahaja v stiku z nepremakljivim kontaktom (21), oziroma prekinjen, kadar se premakljivi kontakt (22) nahaja na odmiku od nepremakljivega kontakta (21), pri čemer je vsak izmed omenjenih kontaktov (21, 22) električno povezan z eno izmed priključnih sponk (13, 14) na ohišju (1) in s tem tudi z omenjenim električnim vodnikom (15', 15"); iii) prav tako v omenjenem ohišju (1) vgrajen prekinjevalni sklop (3), ki sestoji iz cevasto zasnovanega ohišja (30), okoli katerega je navita tuljava (31), v njegovi notranjosti pa je na voljo osrednje razporejena in v njegovi vzdolžni smeri sem ter tja premakljiva udarna igla (32), na kateri je na proti kontaktnemu sklopu (2) segajočem koncu (30') nameščena bimetalna membrana (33), razen tega pa sta v notranjosti ohišja (30) prekinjevalnega sklopa (3) v območju znotraj navitja omenjene tuljave (31) vgrajena nepremakljivo jedro (34), in v vzdolžni smeri ohišja (30) sem ter tja skupaj z udarno iglo (32) premakljiva kotva (35), pri čemer je med jedrom (34) in kotvo (35) vgrajena vzmet (36) za odrivanje jedra (34) in kotve (35) vsaksebi, in pri čemer je omenjena udarna igla (32) vzdolž ohišja (30) prekinjevalnega sklopa (3) v smeri proti kontaktnemu sklopu (2) premakljiva bodisi s pomočjo omenjene bimetalne membrane (33) v primeru deformacije le-te kot posledice segrevanja zaradi električne preobremenitve ali pa s pomočjo kotve (34) v primeru premikanja le-te v smeri proti jedru (35) in s tem proti kontaktnemu sklopu (2) zaradi elektromagnetnega polja, ki ga v primeru električne preobremenitve generira omenjena tuljava (31); iv) stikalni sklop (4), ki sestoji iz električno izolacijskega materiala in je po eni strani mehansko povezan z omenjeno stikalno ročico (12) na ohišju (1) stikala, tako daje ročica (12) z njegovo pomočjo zavihtljiva v en ali drug končni položaj, obenem pa je razporejen v območju pred udarno iglo (32) prekinjevalnega sklopa (3) in v bližini premakljivega kontakta (22) kontaktnega sklopa (2), tako da ob premiku udarne igle (32) v smeri proti premakljivemu kontaktu (22) udarna igla (32) zadene ob stikalni sklop (4), ki po eni strani učinkuje na premakljivi kontakt (22), da se slednji odmakne pod nepremakljivega kontakta (21) in prekine električni tokokrog skozi stikalo, po drugi strani pa na stikalno ročico (12), ki se pri tem zavihti iz enega v drug končni položaj, pri čemer je stikalni sklop (4) v svojem izhodiščnem položaju držan s pomočjo vzmeti (41), kije vpeta v ohišju (1) stikala, označeno s tem, da kontaktni sklop (2) sestoji iz nepremakljivega kontakta (21), ki sestoji iz električno prevodnega materiala in je električno povezan s tuljavo (31) prekinjevalnega sklopa (3), kije električno povezana s prvo priključno sponko (13) na ohišju (1) stikala, in ki je v ohišju (1) razporejen na proti nasedu (11) obrnjeni strani prekinjevalnega sklopa (3) in izven slednjega, kot tudi iz premakljivega kontakta (22), ki prav tako sestoji iz električno prevodnega materiala in je v notranjosti ohišja (1) stikala razporejen v bližini omenjenega nepremakljivega kontakta (21), pri čemer je električno povezan s preostalo priključno sponko (14) na ohišju (1) stikala, in pri čemer je premakljivi kontakt (22) zavihtljivo uležiščen v zibki (220), ki je oblikovana na prostem koncu togega konzolnega nosilca (221) v območju pred udarno iglo (32) prekinjevalnega sklopa (3) ter mehansko in električno povezana s pripadajočo priključno sponko (14), tako da je v omenjeni zibki (220) zavihtljivo uležiščen premakljivi kontakt (22) proti nepremakljivemu kontaktu (21) pritisljiv s pomočjo vzmeti (222), s katero je podprt v bližini omenjene zibke (220), v smeri vstran od nepremakljivega kontakta (21) pa je premakljiv proti sili omenjene vzmeti (222) s pomočjo zaradi trka udarne igle (32) zavihtenega stikalnega sklopa (4).
2. 2. Stikalo po zahtevku 1, označeno s tem, da je vzmet (222) na voljo kot listna vzmet.
3. 3. Stikalo po zahtevku 1, označeno s tem, da je vzmet (222) na voljo kot tlačna vijačna vzmet.
4. 4. Stikalo po kateremkoli od zahtevku 1 do 3, označeno s tem, da je vzmet (222) po eni strani togo pričvrščena na nosilcu (51) obločne letve (5), ki je mehansko in električno povezan s priključno sponko (14) ob premakljivem kontaktu (22), in po drugi strani zasukljivo oprta ob omenjeno zibko (220) na premakljivem kontaktu (22).
5. 5. Stikalo po zahtevku 4, označeno s tem, da je vzmet (222) konzolno vpeta na togem električno prevodnem nosilcu (51) iz električno neprevodnega materiala sestoječe in ob prekinjevalnem sklopu v notranjosti ohišja (1) stikala razporejene gobločne letve (5), pri čemer je omenjen nosilec (51) mehansko in električno povezan s priključno sponko (14) na strani premakljivega kontakta (22), medtem ko je preostali prav tako tog in električno prevoden nosilec (52) obločne letve (5) mehansko na tog način in tudi električno povezan z nepremakljivim kontaktom (21).