Электрический выключатель

Изобретение относится к устройству выключения электрического тока, такому как выключатели или разъединители-выключатели нагрузки. Технический результат – повышение эффективности выключателя. Электрический выключатель содержит модуль механизма и модуль контактов. Модуль контактов содержит базовый элемент, крышечный элемент, неподвижные контакты и поворотный ролик для приема перемещающихся контактов. Модуль механизма содержит базовый элемент, крышечный элемент, передний трубчатый вал для управления выключателем с передней стороны, внутренний трубчатый вал для управления выключателем с боковой стороны. Трубчатые валы сцеплены друг с другом зубьями для образования привода для передачи момента от переднего трубчатого вала к внутреннему трубчатому валу. Выключатель содержит также рычаг для передачи момента к ролику. Рычаг выполнен с возможностью приема внутреннего трубчатого вала. Внутренний трубчатый вал и рычаг являются поворотно сцепленными друг с другом, а главные пружины, предназначенные для сообщения вращающего момента рычагу, соединены первыми концами с базовым элементом, а с рычагом своими вторыми концами. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройству выключения электрического тока, такому как выключатели или разъединители-выключатели нагрузки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Многие вопросы влияют на проектирование устройства выключения электрического тока. Цели проектирования включают в себя, например, менее сложную конструкцию, легкость сборки выключателя, возможность сборки различных типов выключателей, безопасность использования выключателя, быстрое соединение и разъединение контактов и эффективное гашение дуги после размыкания контактов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание улучшенного выключателя электрического тока. Эта цель достигается с использованием настоящего изобретения, которое определено в независимом пункте формулы изобретения. Некоторые варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее, настоящее изобретение будет описано более подробно посредством некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - один вариант осуществления выключателя, содержащего модуль механизма и модуль контактов, соединенные друг с другом;

Фиг. 2 - один вариант осуществления выключателя, модуль механизма и модуль контактов отдельно, и закрепляющие края;

Фиг. 3 - один вариант осуществления модуля механизма с открытой крышкой;

Фиг. 4 - главные управляющие элементы модуля механизма в сборе;

Фиг. 5 - варианты осуществления главных управляющих элементов;

Фиг. 6 - один вариант осуществления базового элемента модуля механизма;

Фиг. 7 - один вариант осуществления модуля контактов в открытом состоянии; и

Фиг. 8 - один вариант осуществления ролика.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Электрический выключатель может содержать модуль механизма и модуль контактов с множеством полюсов для создания многополюсного выключателя. Модули могут содержать изолирующий корпус, который вмещает механические или электрические компоненты выключателя. Корпус каждого модуля может быть изготовлен, например, из пластика. Корпусные модули могут иметь по существу прямоугольную форму.

Фиг. 1 показывает один вариант осуществления электрического выключателя (1), содержащего модуль (2) механизма и трехполюсный модуль (3) контактов, соединенные вместе. Модуль контактов может содержать разное число полюсов. Управляющий механизм (2) может позволить управлять выключателем с передней стороны выключателя или, иначе, с боковой стороны выключателя, посредством только изменения положения управляющего устройства, такого как рукоятка (не показана), соответственно. Не нужны никакие внешние приводные устройства.

Фиг. 2 показывает модуль (2) механизма и модуль (3) контактов отдельно. Эти модули могут быть легко и быстро прикреплены друг к другу с помощью пластиковых краев (4). Неиспользование никаких винтов для крепления позволяет легко присоединить подходящий модуль контактов в зависимости от потребности в конкретном числе полюсов.

Фиг. 3 показывает открытый модуль (2) механизма. Базовый элемент (5) и крышечный элемент (6) могут быть скреплены закрепляющими элементами (7), предпочтительно, винтами.

Модуль (2) механизма содержит набор главных рабочих элементов (8). Один из главных управляющих элементов, передний трубчатый вал (9), принимается и поддерживается апертурой (10) крышечного элемента (6). Ритмический элемент (11) может быть закреплен подвижно, предпочтительно с возможностью скольжения, на базовом модуле (5).

Фиг. 4 показывает набор главных управляющих элементов (8), расположенных друг относительно друга так, как эти элементы расположены друг относительно друга в функциональном режиме.

Передний трубчатый вал (9) может иметь вдоль своей оси вращения предпочтительно квадратную по форме апертуру (15) для приема вала рукоятки (не показана) для управления выключателем с передней стороны. Внутренний трубчатый вал (12) может иметь вдоль своей оси вращения предпочтительно квадратную по форме апертуру (15) для приема вала рукоятки (не показана) для прямого управления выключателем (1) с торцевой стороны.

Рычаг (13) принимает внутренний трубчатый вал (12), чтобы быть повернутым внутренним трубчатым валом (12) для сжатия главных пружин (14), чтобы сообщить энергию для операции замыкания или размыкания выключателя (1). Первый конец (49) главной пружины (14) соединен с базовым элементом (5), а второй ее конец (50) соединен с рычагом (13).

Фиг. 5 показывает передний трубчатый вал (9), внутренний трубчатый вал (12) и рычаг (13) более подробно. Верхний участок (17) переднего трубчатого вала (9) имеет трубчатую форму, чтобы он принимался и поддерживался апертурой (10) крышечного элемента (6) модуля (2) механизма. Нижний конец (18) переднего трубчатого вала (9) поддерживается базовым элементом (5). Передний трубчатый вал (9) имеет зубья (19) для образования привода для передачи энергии вертикального механического поворота, создаваемой рукояткой, в виде энергии горизонтального механического поворота, к модулю контактов. Передний трубчатый вал (9) содержит средство, такое как рычаг (20), для взаимодействия со средством, таким как паз на крышечном элементе (6), для ограничения угла поворота переднего трубчатого вала (9) вплоть до 90 градусов, соответствующего положениям ʺ0ʺ и ʺIʺ выключателя (1).

Внутренний трубчатый вал (12) имеет первый конец (21) и второй конец (23), и может иметь предпочтительно квадратную по форме апертуру (16) на первом конце (21) вдоль оси вращения для приема вала рукоятки (не показана) для прямого управления выключателем с торцевой стороны. Внутренний трубчатый вал (12) содержит зубья (22) на втором конце (23) для взаимодействия с зубьями (19) переднего трубчатого вала (9), для образования привода для передачи энергии вертикального механического поворота от переднего трубчатого вала (9) к внутреннему трубчатому валу (12). Внутренний трубчатый вал (12) принимается, и второй конец (23) поддерживается апертурой (28) рычага (13). Внутренний трубчатый вал (12) содержит ножки (24) в форме сектора на первом конце (21) для взаимодействия с пазами (31) рычага (13), и внутренний трубчатый вал (12) содержит пазы (35) в форме сектора на втором конце (23) для взаимодействия с ножками (29) на рычаге. Ножки (24, 29) и пазы (31, 35) передают вращающий момент между внутренним трубчатым валом (12) и рычагом (13), но все же имеют операционный зазор вследствие разных длин окружностей для пазов и ножек. Внутренний трубчатый вал (12) содержит ножку (26) для взаимодействия с ритмическим элементом (11) для обеспечения устойчивого расположения рукоятки в положениях ʺ0ʺ или ʺIʺ.

Ритмический элемент (11) является предпочтительно прямоугольным по форме элементом из пластика с носиком для взаимодействия с ножкой (26) внутреннего трубчатого вала (12). Ритмический элемент (11) может быть выполнен с возможностью линейного перемещения в пазу базового элемента (5), когда на него нажимает пружина, носика относительно поверхности внутреннего вала (12) для обеспечения устойчивого расположения рукоятки в положениях ʺ0ʺ или ʺIʺ.

Рычаг (13) содержит круглый по форме первый конец (27) и второй конец (30), принимаемые и поддерживаемые с возможностью поворота апертурами, образованными на обеих боковых стенках модуля (2) механизма. Рычаг (13) содержит по меньшей мере один держатель (33) для приема второго конца (50) главной пружины (14). Для большей эффективности и меньшего трения, рычаг (13) может иметь второй держатель (33) пружины для приема второго конца (50) второй главной пружины (14). Первый конец (27) рычага содержит пазы (31) в форме сектора для взаимодействия с ножками (24), а второй конец (30) содержит ножки (29) в форме сектора для передачи вращающего момента между внутренним трубчатым валом (12) и рычагом (13). Конец (27, 30) рычага (13) содержит пазы (32) для взаимодействия с модулем контактов для передачи вращающего момента от модуля (2) механизма к модулю (3) контактов.

Главные компоненты (8) могут быть предпочтительно изготовлены из пластика, за исключением главных пружин (14).

Фиг. 6 показывает базовый элемент (5) модуля (2) механизма. Базовый элемент (5) может содержать канавки на задней стороне для крепления на направляющие. Базовый элемент (5) содержит боковые стенки с полукруглыми по форме апертурами для образования апертур в форме целого круга с крышечным элементом (6) для приема круглых по форме концов (27, 30) рычага (13). Базовый элемент (5) содержит пустотелый палец (36) для приема и поддержки второго конца (18) переднего трубчатого вала (9). Базовый элемент (5) может содержать паз (37) для приема ритмического элемента (11) и пружины (38) для прижимания ритмического элемента (11) к поверхности внутреннего трубчатого вала (12) для обеспечения устойчивого расположения рукоятки в положениях ʺ0ʺ или ʺIʺ.

Фиг. 7 показывает модуль (3) контактов, открытый для демонстрации ролика (39) с поворотно перемещающимися контактами (40) и неподвижными контактами (41). Ролик (39) содержит круглый по форме первый конец (42) и второй конец (43) принимаемые и поддерживаемые апертурами боковых стенок модуля (3) контактов. Первый конец (42) ролика содержит держатели (44) в форме сектора для приема и взаимодействия с пазами (32) рычага (13). Длина окружности держателя (44) является более короткой, чем длина окружности паза (32), что обеспечивает зазор для вращательного перемещения между рычагом (13) и роликом (39). Базовый элемент (46) может быть скреплен с крышечным элементом (47) закрепляющим средством, таким как винты (48).

Фиг. 8 более подробно показывает ролик (39). Первый конец (42) ролика (39) содержит держатели (44) в форме сектора и пружину (45).

Функциональное описание выключателя, когда им управляют для перехода из разомкнутого положения ʺ0ʺ в замкнутое положение ʺIʺ.

Полный рабочий угол рукоятки, соединенной с передним трубчатым валом (9) или внутренним трубчатым валом (12), составляет 90 градусов от положения ʺ0ʺ до положения ʺIʺ.

Внутренний трубчатый вал (9) имеет 20-градусный зазор относительно рычага (13). Рычаг (13) имеет рабочий угол, равный 70 градусам.

Когда внутренний трубчатый вал (12) поворачивают на 55 градусов, рычаг (13) поворачивается на 35 градусов, и главные пружины (14) сжимаются, достигая угла мертвой точки, и сила главных пружин (14) находится на своем максимальном уровне. При повороте на угол, немного больший угла мертвой точки, главные пружины (14) повернут рычаг (13) еще на 35 градусов для достижения положения ʺIʺ. Рычаг (13) начнет перемещать ролик (3) после поворота внутреннего трубчатого вала (12) на 30 градусов. Рычаг (13) вынудит ролик повернуться на 60 градусов и одновременно замкнуть перемещающиеся контакты (40) с неподвижными контактами (41). Излишний поворот ограничен стопорами для следующих компонентов: переднего трубчатого вала (9), рычага (13) и ролика (39).

Функциональное описание выключателя, когда им управляют для перехода из замкнутого положения ʺIʺ в разомкнутое положение ʺ0ʺ.

Когда внутренний трубчатый вал (12) поворачивают на 55 градусов в направлении положения ʺ0ʺ, рычаг (13) поворачивается на 35 градусов и достигает угла мертвой точки, и также сила главных пружин (14) находится на своем максимальном уровне. При немного большем повороте, сверх угла мертвой точки, главные пружины (14) повернут рычаг (13) еще на 35 градусов для достижения положения ʺ0ʺ. Рычаг (13) начнет перемещать ролик (39) после поворота внутреннего трубчатого вала (12) на 40 градусов; одновременно ролик (39) начнет размыкать ножевые контакты медленно на 15 градусов, до тех пор, пока рычаг (13) не достигнет угла мертвой точки и не вынудит контакты размыкаться быстро. Пока не будет достигнут угол мертвой точки, перемещающиеся контакты (40) будут все еще электрически соединенными с неподвижными контактами (41). Находящаяся между рычагом (13) и роликом (39) пружина (45) позволит рычагу повернуться на угол, больший на величину от 5 до 15 градусов, предпочтительно 10 градусов, чем угол в операции перехода из ʺ0ʺ в ʺIʺ, перед началом поворота ролика (39). Эта пружина будет также удерживать ролик (39) в полном положении ʺ0ʺ посредством устранения 10-градусного зазора между рычагом (13) и роликом (39). Излишний поворот ограничен стопорами во всех следующих компонентах: переднем трубчатом валу (9), рычаге (13) и ролике (39).

1. Электрический выключатель (1), содержащий модуль (2) механизма и модуль (3) контактов, причем модуль (3) контактов содержит базовый элемент (46), крышечный элемент (47), неподвижные контакты (41) и поворотный ролик (39) для приема перемещающихся контактов (40), при этом модуль (2) механизма содержит базовый элемент (5), крышечный элемент (6), передний трубчатый вал (9) для управления выключателем (1) с передней стороны, внутренний трубчатый вал (12) для управления выключателем с боковой стороны, причем трубчатые валы (9, 12) сцеплены друг с другом зубьями (19, 22) для образования привода для передачи момента от переднего трубчатого вала (9) к внутреннему трубчатому валу (12), рычаг (13) для передачи момента к ролику (39), при этом рычаг (13) выполнен с возможностью приема внутреннего трубчатого вала (12), причем внутренний трубчатый вал (12) и рычаг (13) являются сцепленными друг с другом с возможностью поворота, и по меньшей мере одну главную пружину (14), выполненную с возможностью сообщения вращающего момента рычагу (13) и соединенную первым концом (49) с базовым элементом (5), отличающийся тем, что второй конец (50) главной пружины (14) соединен с рычагом (13).

2. Электрический выключатель по п. 1, отличающийся тем, что имеется ритмический элемент (11), выполненный с возможностью нажатия на внутренний трубчатый вал (12) посредством пружины (38) для обеспечения устойчивого положения ʺ0ʺ или ʺIʺ для рукоятки.

3. Электрический выключатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что рычаг (13) содержит пазы (32), а ролик (39) имеет первый конец (42) и второй конец (43), причем первый конец (42) содержит держатели (44) для взаимодействия с пазами (32) для передачи момента от рычага (13) к ролику (39).

4. Электрический выключатель по п. 3, отличающийся тем, что первый конец (42) ролика (39) содержит пружину (45) для обеспечения поворота рычага (13) на угол от 5 до 15 градусов, предпочтительно 10 градусов, перед тем как начнет поворачиваться ролик (39), для ускорения отсоединения перемещающихся ножевых контактов (40) от неподвижных контактов (41), когда выключателем управляют для перехода из положения ʺIʺ в положение ʺ0ʺ.