SK14532000A3 - Prepínač so stykovými spínačmi - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa vzťahuje na prepínač, ktorého časťou sú najmenej dva stykové spínače, pružina uzavretia na posunutie spínačov do uzavretej polohy, spínacie tlačidlo, ktoré možno použiť na spustenie počiatočného impulzu pružiny uzavretia a zámok na zamknutie spínačov až do okamihu, kedy ich pružina uzavretia svojím tlakom uvoľní, aby sa obidva spínače mohli uzavrieť.

Doterajší stav techniky

Prepínač tohto typu je známy z medzinárodnej patentovej prihlášky číslo WO 96/17368.

Tento prepínač je vybavený dvomi spínačmi, pevným a pohyblivým, pohyblivý spínač je upevnený stĺpikom prepínača na dotykové rameno. Pohyb stĺpika sa riadi silovou pružinou uzavretia tak, aby sa uzatvorili spínače. Pružina uzavretia je uvedená do činnosti prostredníctvom spínacieho tlačidla, pričom pri pohybe mechanizmu kolena za mŕtvy bod je použitá záchytka. Výsledkom je rýchle uvoľnenie spínačov, ktorému predchádza úplné napnutie pružiny. Pri prepínačoch tohto typu bol zámer, aby sa mohli zapojiť nezávisle na manuálnej kontrole, tzn., že stykový tlak a rýchlosť uzavretia sa uskutočňuje pokiaľ možno nezávisle na osobe, ktorá uviedla prepínač do činnosti. Je to dôležité z hľadiska ochrany spínačov v prepínači, ktoré môžu byť uzavreté s rizikom poškodenia veľmi rýchlo, alebo naopak veľmi pomaly, čím môže dôjsť k ich spojeniu zatavením.

Prepínač tohto typu je tiež vybavený zámkom na zamknutie spínačov v polohe za teoretickým bodom odchýlenia záchytky, aby sa zaistilo dostatočné napnutie pružiny uzavretia. Problémom týchto stykových spínačov je však veľké riziko ich poškodenia spálením alebo zatavením pri uzavretí elektrického obvodu .

V americkom patente US 4 687 891 je opísaný prepínač horeuvedeného typu so zámkom na zamknutie spínačov v medzifáze v priebehu počiatočného impulzu v určitej vzdialenosti, ktorá je menšia ako vzdialenosť spínačov v otvorenej polohe.

Podstata vynálezu

Zámerom tohto vynálezu je vyvinúť taký typ prepínača, ktorý by dokázal prekonať horeuvedené nedostatky.

Podľa prvého aspektu tohto vynálezu sa cieľ dosiahol tak, že na strane dotykového ramena s pohyblivým spínačom, vzdialenej od pevného spínača je riadiaca páka, ktorá sa môže otáčať v bode medzi svojimi koncami a ktorá je jedným koncom pripevnená k dotykovému ramenu, profil tohto konca riadiacej páky je taký, že otáčaním páky vplyvom pružiny uzavretia, napnutej do určitej miery, možno uviesť pohyblivý spínač do pohybu smerom k pevnému spínaču, prepínač je tiež vybavený zámkom s uvoľňovacím zabezpečovacím prvkom, ktorý v priebehu počiatočného impulzu pružiny uzavretia zadrží riadiacu páku v takej polohe, že pohyblivý spínač je zamknutý v určitej vzdialenosti od pevného spínača.

Podľa druhého aspektu tohto vynálezu cieľ sa dosiahol tak, že na strane dotykového ramena (3) s pohyblivým spínačom (2), vzdialenej od pevného spínača, je prvá páka (16), ktoré sa môže otáčať v bode (17) medzi svojimi koncami, je jedným koncom nasmerovaná k dotykovému ramenu (3) a je otáčavo (19) pripevnená ku koncu druhej páky (18), ktorá je svojím druhým koncom otáčavo spojená s dotykovým ramenom (3), prepínač je tiež vybavený uvoľňovacím zabezpečovacím prvkom (20), ktorý v priebehu počiatočného impulzu pružiny uzavretia (5, 21) zadrží prvú páku (16) v takej polohe, že pohyblivý spínač je zamknutý v určitej vzdialenosti od pevného spínača (1).

Výsledkom je priblíženie obidvoch spínačov vplyvom tlaku silovej pružiny uzavretia až na vypočítanú vzdialenosť, kde nehrozí možnosť preskakovania iskier medzi spínačmi. Po dostatočnom napnutí silovej pružiny uzavretia nastane uvolnenie pohyblivého spínača. Pri porovnaní s konvenčným spôsobom spájania spínačov je v tomto prípade len malá časť energie pružiny premenená na energiu kinetickú, ktorá pôsobí na spínače. V prepínači podlá tohto vynálezu je značne znížené riziko odskočenia spínačov a súčasne aj riziko zatavenia spínačov.

Poznamenáva sa, že mechanizmus, brániaci stĺpiku prepínača pri odskočení z otvorenej polohy spínačov do polohy uzavretej je známy z medzinárodnej patentovej prihlášky WO 95/29499. Tento mechanizmus však bráni odskočeniu stĺpika pri otvorenej polohe spínačov.

Zámok prepínača podľa amerického patentu US 4 687 891 je umiestnený medzi pružinou a dotykovým ramenom, na rozdiel od prepínača podlá tohto vynálezu, v ktorom je zámok umiestnený samostatne.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Vynález bude popísaný podrobnejšie, s odkazmi k priloženým výkresom 1-6, ktoré schematicky znázorňujú jeho uskutočnenie.

Prepínač sa skladá zo zostavy stykových spínačov, z ktorých sú na výkresoch 1-6 znázornené len dva interakčné spínače: pevný spínač 1 a pohyblivý spínač 2. Pohyblivý stykový spínač 2 je upevnený na dotykovom ramene 3. Pohyb pohyblivého spínača 2 je sprostredkovaný mechanickým kolenom, ktoré sa skladá z páky 4 a silovej pružiny uzavretia 5. Uvedené koleno riadi pohyb dotykového ramena 3 pohyblivého spínača 2. Ďalšou časťou prepínača je zámok 6, ktorý bráni spínačom v otvorenej polohe pri uzavretí.

Spínače na výkresoch znázorneného prepínača sú v otvorenej polohe. Na výkrese 1 nie je znázornená pružina otvorenia.

Prepínač zapojíme uzavretím spínačov tak, že spínacím tlačidlom sa vyvinie sila F, pôsobiaca v smere šípky na mechanic4 ké koleno s pákou 4 a silovou pružinou uzavretia 5. Spínacie tlačidlo a jeho napojenie na mechanické koleno nie je z dôvodu prehľadnosti znázornené. Vyvinutím sily F na mechanizmus kolena 4, 5 sa pohybuje voľný koniec dotykového ramena 3 so spínačom 2 smerom doprava k pevnému spínaču Á· Uzatváracia sila F vyvolá a udržiava počiatočný impulz na stlačenie silovej pružiny uzavretia. Po úvodnej fáze počiatočného impulzu dochádza k zamknutiu pohyblivého spínača 2 zámkom 6. Na konci tejto úvodnej fáze je pohyblivý spínač 2 v takej vzdialenosti od pevného spínača Á» že nehrozí možnosť preskakovania iskier medzi obidvomi spínačmi. Pohyblivý spínač 2 je držaný zámkom vo vzdialenosti menšej ako je vzdialenosť medzi spínačmi v otvorenej polohe. Sila, ktorá pôsobí na silovú pružinu uzavretia dosiahne po skončení úvodnej fáze úroveň postačujúcu na uzavretie obidvoch spínačov 1 a 2. Po dosiahnutí tejto úrovne dochádza k uvoľneniu zámku 6 a k uzavretiu spínačov 1 a 2.

Zdôrazňuje sa, že v priebehu úvodnej fáze počiatočného impulzu dochádza k pohybu pohyblivého spínača, vyvolaného silou F a nasledovne silovou pružinou uzavretia, do vzdialenosti, kde má byť zamknutý, tzn., že v tomto okamihu nie je pohyblivý spínač ešte zamknutý. Možno si predstaviť posunutie pohyblivého spínača do tejto bližšej vzdialenosti iným, napr. mechanickým spôsobom.

V uskutočnení na výkrese 1 je časťou zámku 6 zabezpečovací prvok 2» ktorý v priebehu počiatočného impulzu silovej pružiny uzavretia 5 zachytí pohyblivý spínač 2 po dosiahnutí tej krátkej vzdialenosti, v ktorej má byť zamknutý. Možno použiť najrôznejšie typy zabezpečovacích prvkov a možno si napríklad predstaviť mechanizmus západky, ktorá na jednej strane zabráni v pohybe dotykového ramena 3 s pohyblivým spínačom 2 a ktorá po odklone dotykové rameno 3 znova uvoľní.

Zabezpečovací prvok na výkrese 1 má podobu páčky na zachytenie 1, ktorá je na konci upevnená na čap. Pomocou pružiny počiatočného impulzu (nie je znázornená) je páčka na zachytenie 7 posunutá do znázornenej polohy. Voľný koniec páčky na zachytenie 7 je vybavený háčikom 8, ktorý sa pri otvorenej polohe snímačov 1 a 2 zachytí za háčik 9, ktorý je pripevnený na dotykové rameno 3 pohyblivého spínača 2. V otvorenej polohe prepínača na výkrese 1 sú navzájom protiľahlé stykové plochy háčikov 8 a 9 od seba vo vzdialenosti, ktorá sa rovná rozdielu vzdialenosti spínačov v otvorenej polohe a vzdialenosti spínačov pri zamknutí.

Po úvodnej fáze počiatočného impulzu silovej pružiny uzavretia, keď dosiahne sila, ktorá pôsobí na pružinu dostatočnú úroveň, nastáva pootočenie páčky na zachytenie 2 ^v smere šípky A a k nasledovnému rozpojeniu háčika 8 a 9 a tým aj k uvoľneniu dotykového ramena 3 a s ním spojeného pohyblivého spínača 2. Uvoľnený pohyblivý spínač 2 sa uzatvorí s pevným spínačom 1 spôsobom nezávislým na manuálnej kontrole a s minimálnym rizikom zlyhania.

Zdôrazňuje sa, že otočenie páčky na zaistenie 7 možno vyvolať (nie je znázornené) pomocou spínacieho tlačidla (nie je znázornené) prepínača.

Páčka na zachytenie a/alebo háčik 8 sú upevnené takým spôsobom, že pri pohybe dotykového ramena 3 z uzavretej polohy spínačov do polohy otvorenej, ihneď sa dostanú do polohy znázornenej na výkrese 3.

Súčasťou prepínača znázorneného na výkrese 2 je pevný spínač 1, pohyblivý spínač 2 s dotykovým rameno 3 a zámok 7, j), 9 tak, ako pri uskutočnení na výkrese 1. Z uvedeného dôvodu nebudú tieto diely popisované.

Na výkrese je tiež znázornená pružina otvorenia 10.

V uskutočnení na výkrese 2 je pohyblivý spínač 2 uvádzaný do pohybu dotykovým ramenom 3, spojeným so špirálovitou pružinou 11. Špirálovitá pružina 11 je napínaná otáčavým momentom M po stlačení spínacieho tlačidla (nie je znázornené) prepínača spôsobom v odbore bežným.

Otáčavý moment M uvádza pohyblivý spínač 2 do pohybu smerom k pevnému spínaču 1, pohyb spínača 2 je prerušený páčkou na zachytenie 7. Po dostatočnom napnutí uzatváracej pružiny je pohyblivý spínač 2^ uvoľnený otočením páčky na zachytenie v smere šípky A. Uvoľnený pohyblivý spínač 2 sa uzatvorí s pevným spínačom JL spôsobom nezávislým na manuálnej kontrole a s minimálnym rizikom zlyhania.

Vo vyhotovení prepínača na výkrese 3 je pohyblivý spínač 2 uvádzaný do pohybu prostredníctvom riadiacej páky 12, ktorá sa otáča okolo bodu 13. Jeden koniec riadiacej páky 12 sa dotýka ramena 3. Tento koniec riadiacej páky 12 má taký profil, že otáčanie páky vyvoláva pohyb dotykového ramena 3 s pohyblivým spínačom 2 smerom k pevnému spínaču 1.. Prepínač obsahuje pružinu uzavretia 5. Riadiaca páka 12 je zamykaná zámkom 6, ktorého časťou v tomto vyhotovení je uvoľňovací zabezpečovací prvok 14. V priebehu počiatočného impulzu pružiny uzavretia 5, zabezpečovací prvok 14 zachytí riadiacu páku 12 v polohe, kedy je pohyblivý spínač 2 v príslušnej vzdialenosti od spínača 1_ a kedy má byť uzamknutý.

Prepínač je uzavretý stlačením pružiny uzavretia 5 silou F, ktorá je spôsobená pohybom spínacieho tlačidla prepínača. V úvodnej fáze počiatočného impulzu pružiny uzavretia 5 dochádza k otáčaniu riadiacej páky 12 v smere šípky B. Riadiaca páka 12 sa profilom svojho konca opiera o dotykové rameno 3 a posunie tak pohyblivý spínač 2 trochu doprava, až do horeuvedenej vzdialenosti, kde má byť spínač 2 zamknutý. Keď sa spínač 2 dostane do tejto vzdialenosti, riadiaca páka 12 je zachytená zabezpečovacím prvkom 14, ktorý má v tomto vyhotovení podobu otáčavej západky 14. V priebehu zostávajúcej časti počiatočného impulzu je pružina uzavretia 5 stláčaná až na určenú mieru stlačenia, po ktorej dosiahnutí sa zabezpečovací prvok 14 otočí v smere šípky A. Toto otočenie možno vyvolať pohybom spínacieho tlačidla (nie je znázornené) prepínača.

V otvorenej polohe prepínača sa vzdialenosť medzi voľným koncom zabezpečovacieho prvku 14 a riadiacou pákou 12 rovná rozdielu medzi vzdialenosťou spínačov v otvorenej polohe a ich vzdialenosťou, kedy má byť pohyblivý spínač 12 zamknutý.

Poznamenáva sa, že je možná interakcia západky 14 zámku s hornou stranou pravej časti riadiacej páky 12.

Na výkrese 4 je znázornené vyhotovenie prepínača podľa tohto vynálezu, ktorého časťou je tiež pružina otvorenia 10 a riadiaca páka 12, ktorá je poháňaná špirálovou pružinou 15. Na pružinu uzavretia 3 pôsobí otáčací moment M, ktorý možno vyvolať stlačením spínacieho tlačidla, riadiaca páka 12 sa otáča v smere šípky B a spínač 2 sa približuje k spínaču 1,. Pohyb dotykového ramena 3 je dočasne prerušený zabezpečovacím prvkom 14 alebo západkou. V tejto polohe zostáva dotykové rameno 3 s pohyblivým spínačom 2 počas určitej doby, pričom pokračuje napínanie špirálovej pružiny 15. V okamihu, keď je špirálová pružina napnutá do určitej miery, zabezpečovací prvok 14 sa pootočí v smere šípky A, čo je možné vyvolať stlačením spínacieho tlačidla prepínača. V dôsledku toho dochádza k uvoľneniu riadiacej páky 12 a pohyblivý spínač 2 sa uzavrie s pevným spínačom 1. spôsobom nezávislým na manuálnej kontrole a s minimálnym rizikom zlyhania.

Vo vyhotovení na výkresoch 5a 6 je dotykové rameno 3 s pohyblivým spínačom 2 uvádzané do pohybu sadou pák, vrátane prvej páky 16, ktorá sa môže otáčať okolo bodu 17. Pravý koniec prvej páky 16 je otáčavo spojený s jedným koncom druhej páky lj). Opačný koniec druhej páky 18 je otáčavo spojený s dotykovým ramenom 3. Časťou zámku 6 je v tomto prípade uvoľňovací zabezpečovací prvok 20, ktorý má podobu otáčavej západky.

Vo vyhotovení na výkrese 5 je približovanie pohyblivého spínača 2 k spínaču pevnému 1 spôsobené pružinou uzavretia 5, stlačené na zodpovedajúcu mieru silou F. Pružina uzavretia 5 vyvíja tlak na mechanické koleno medzi pákami 16 a 18. Pružina môže pôsobiť na zostavu pák aj na inom mieste, s predpokladom, že tlak je vyvíjaný správnym smerom.

Pôsobením sily F sa prvá páka 16 otáča takým spôsobom, že prostredníctvom druhej páky 18 sa dotykové rameno 3 s pohyblivým spínačom 2 pohybuje smerom k pevnému spínaču 1 a to až do okamihu dočasného prerušenia pohybu zabezpečovacím prvkom 20. Keď sa pružina uzavretia 5 napne na zodpovedajúcu mieru, zabezpečovací prvok 20 sa otočí v smere šípky A. Tým nastane uvolnenie prvej páky 16 a pružina uzavretia 5 posunie prostredníctvom systému pák 16 a 18 dotykové rameno 3 so spínačom 2 k pevnému spínaču 1. a pohyblivý spínač 2 sa uzavrie s pevným spínačom 1 spôsobom nezávislým na manuálnej kontrole a s minimálnym rizikom zlyhania.

Vo vyhotovení na výkrese 6 má pružina uzavretia podobu špirálovej pružiny 21, napínanej otáčavým momentom M, ktorý sa vyvolá stlačením spínacieho tlačidla. Pôsobením otáčacieho momentu M sa prostredníctvom pružiny uzavretia 21 pootočí prvá páka 16 tak, že pomocou druhej páky 18 je vyvolaný pohyb dotykového ramena 3 s pohyblivým spínačom 2 smerom k pevnému spínaču 7, a to znova až do okamihu dočasného prerušenia pohybu zabezpečovacím prvkom 20. Keď sa špirálovitá pružina 21 napne na zodpovedajúcu mieru, otočením zabezpečovacieho prvku 20 v smere šipky A dochádza k uvolneniu prvej páky 16 a nasledovne vplyvom tlaku špirálovitej pružiny 21 a prostredníctvom druhej páky 18 a dotykového ramena 3 na uzavretie spínačov 1^ a 2^ spôsobom nezávislým na manuálnej kontrole a s minimálnym rizikom zlyhania.

Je potrebné zdôrazniť, že zabezpečovací prvok alebo záklopka 21 môže pôsobiť napravo od bodu otáčania 12 v súčinnosti s prvou alebo druhou pákou alebo dokonca na mieste spojenia. V tomto druhom prípade je potrebné, aby na uvolnenie zostavy pák bola záklopka odsunutá.

Claims (8)

1. Prepínač so stykovými spínačmi, ktorého časťou je najmenej pevný spínač (1) a v súčinnosti s nim pohyblivý spínač (2), pružina uzavretia (5, 11, 15, 21) na uzavretie spínačov, ovládacie tlačidlo, ktoré možno použiť na vyvolanie počiatočného impulzu pružiny uzavretia (5, 11, 15, 21) a zámok (6) na zamknutie spínačov (1, 2) pri zapínaní prepínača až do stanoveného okamihu, kedy dochádza vplyvom narastajúceho tlaku pružiny uzavretia (5, 11, 15, 21) k ďalšiemu posunutiu pohyblivého spínača (2), pričom zámok (6) je prispôsobený na zamknutie spínačov (1, 2) v priebehu počiatočného impulzu v určitej vzdialenosti od seba, táto vzdialenosť je menšia ako vzdialenosť spínačov (1, 2) v otvorenej polohe, tento prepínač, vyznačujúci sa tým, že na strane dotykového ramena (3) pohyblivého spínača (2), ktorá je vzdialenejšia od pevného spínača (1), je riadiaca páka (12), tá sa môže otáčať okolo bodu (13) medzi svojimi koncami, jedným svojím koncom susedí s dotykovým ramenom (3) a profilom tohto konca otáčaním páky vplyvom tlaku pružiny uzavretia možno vyvolať pohyb pohyblivého spínača (2) k spínaču pevnému (1), ďalej časťou zámku (6) je uvoľňovací zabezpečovací prvok (14), ktorý v priebehu počiatočného impulzu pružiny uzavretia (5, 15) zachytí riadiacu páku (12) v polohe, kedy je pohyblivý spínač (2) v určenej vzdialenosti od pevného spínača (1), v ktorej má byť zamknutý.

2. Prepínač podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že časťou zabezpečovacieho prvku (14) je otáčavá západka (14), voľný koniec tejto západky smeruje k riadiacej páke (12), táto západka je prispôsobená tak, že v priebehu počiatočného impulzu zachytí riadiacu páku, pričom pri otvorenej polohe spínačov (1, 2) sú k sebe obrátené povrchy konca západky a riadiace páky od seba vo vzdialenosti, ktorá sa rovná rozdielu vzdialenosti spínačov v otvorenej polohe a vzdialenosti pri zamknutí.

3. Prepínač podľa nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m, že pružinou uzavretia je špirálová pružina (15), ovinutá okolo bodu otáčania (13) riadiacej páky (12), táto špirálovitá pružina (15) pôsobí tlakom jedného konca na riadiacu páku (12) a svojím druhým koncom je z dôvodu napnutia spojená so spínacím tlačidlom.

4. Prepínač podlá nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m, že pružinou uzavretia je napínacia alebo tlaková pružina (15), ktorá pôsobí na riadiacu páku (12).

5. Prepínač so stykovými spínačmi, ktorého časťou je najmenej pevný spínač (1) a v súčinnosti s ním pohyblivý spínač (2), pružina uzavretia (5, 11, 15, 21) na uzavretie spínačov, ovládacie tlačidlo, ktoré možno použiť na vyvolanie počiatočného impulzu pružiny uzavretia (5, 11, 15, 21) a zámok (6) na zamknutie spínačov (1, 2) pri zapínaní prepínača až do stanoveného okamihu, kedy dochádza vplyvom narastajúceho tlaku pružiny uzavretia (5, 11, 15, 21) k ďalšiemu posunutiu pohyblivého spínača (2), pričom zámok (6) je prispôsobený na zamknutie spínačov (1, 2) v priebehu počiatočného impulzu v určitej vzdialenosti od seba, táto vzdialenosť je menšia ako vzdialenosť spínačov (1, 2) v otvorenej polohe, tento prepínač, vyznačujúci sa tým, že na strane dotykového ramena (3) pohyblivého spínača (2), ktorá je vzdialenejšia od pevného spínača (1), je prvá páka (16), tá sa môže otáčat okolo bodu (17) medzi svojimi koncami, jedným svojím koncom smeruje k dotykovému ramenu (3) a je otáčavo (19) spojená s jedným koncom druhej páky (18), ktorá je svojím druhým koncom otáčavo spojená s dotykovým ramenom (3), ďalej časťou zámku (6) je uvoľňovací zabezpečovací prvok (20), ktorý v priebehu počiatočného impulzu pružiny uzavretia (5, 21) zachytí prvú páku (16) v polohe, keď je pohyblivý spínač (2) v určenej vzdialenosti od pevného spínača (1), v ktorej má byť zamknutý.

6. Prepínač podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým,

II že časťou zabezpečovacieho prvku (20) je otáčavá západka (20), voľný koniec tejto západky smeruje k prvej alebo druhej páke (16, 18), táto západka (20) je prispôsobená tak, že zachytí príslušnú páku, pričom pri otvorenej polohe spínačov (1, 2) sú ŕ

k sebe obrátené povrchy konca západky a jednej z pák (16, 18) od seba vo vzdialenosti, ktorá sa rovná rozdielu vzdialenosti spínačov v otvorenej polohe a vzdialenosti pri zamknutí.

7. Prepínač podľa nárokov 5 alebo 6, vyznačujúci sa t ý m, že pružinou uzavretia je špirálovitá pružina (21) ovinutá okolo bodu otáčania (17) prvej páky (16), táto špirálovitá pružina (21) pôsobí tlakom jedného svojho konca na prvú páku (16) a svojím druhým koncom je z dôvodu napnutia spojená so spínacím tlačidlom.

8. Prepínač podľa nárokov 5 alebo 6, vyznačuj úci sa t ý m, že pružinou zavretia je napínacia alebo tlaková pružina (5), ktorá pôsobí na prvú alebo druhú páku (16, 18).