устройство для сборки и соединения силовых устройств

Формула изобретения

1. Устройство для сборки и соединения силовых устройств, таких, как выключатели, установленные на монтажном рельсе с вспомогательными узлами, причем указанные устройства и узлы представлены модульными корпусами, соединяющимися своими боковыми поверхностями и образующими горизонтальный ряд, а силовые устройства электрически связаны и/или обеспечены питанием от подводящей силовой линии посредством общего соединительного гребня в форме шины (12), образуемого одним или несколькими токопроводящими стержнями (14) и расположенного по существу параллельно продольной оси рельса и по существу перпендикулярно одной из поверхностей (50) корпусов, обращенной к гребню (12), причем каждая из контактных планок (40) силовых устройств (3, 8, 9) электрически и избирательно соединяется выше по линии питания с одним из токопроводящих стержней (14) посредством соединителя (51, 61), причем каждый соединитель содержит первый конец (51а, 61а), электрически соединенный с планкой (40), и второй конец ( 51b, 61b), электрически соединенный с выбранным стержнем (14), отличающееся тем, что контактная планка (40) каждого силового устройства (3, 8, 9) включает концевую часть (40а), размещенную в пазу (42), поверхности корпуса, причем паз открыт в направлении гребня (12), а концевая часть (40а) и паз (42) расположены перпендикулярно по отношению к стержням (14) по всей высоте гребня (12) так, чтобы соединитель имел возможность соединения с планкой (40) в нескольких местах вдоль концевой части (40а), соответствующих различным местам расположения стержней (14).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гребень (12) расположен рядом с задними вершинами поверхностями (50) модульных устройств (3, 8, 9).

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что концевая часть (40а) контактной планки (40) образуется зажимом (41), помещенным на дне паза (42), причем зажим (41) сконструирован с возможностью взаимодействия с концевой частью соединителя (51), выполненной в форме ножа (52).

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что концевая часть (40а) контактно планки (40) образуется ножом (60), расположенным перпендикулярно стержням (14), причем указанный нож сконструирован с возможностью взаимодействия с концом соединителя (61), выполненного в форме зажима (62).

5. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что гребень (или шина) (12) включает изолирующий профиль (А), образуемый основой (13), расположенной параллельно поверхности рельса (2) и прокладками (17), идущими перпендикулярно основе (13), причем стержень (14) размещается в каждом промежутке, разделяющем две последующие прокладки (17).

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что второй конец (51b) соединителей (51) образуется ножом (53) и тем, что каждый из стержней (14) соединен с гибкой полоской (18), изогнутой под указанный стержень (14), причем нож (53) входит в зацепление и удерживается между стержнем (14) и гибкой полосой (18) в контактном положении.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что второй конец (61b) образуется зажимом (63), предназначенным для зацепления с одним из стержней (14), установленных на основе (13) между двумя прокладками (17).

8. Устройство по п. 3 или 6, отличающееся тем, что каждый соединитель (51) образован двумя взаимно перпендикулярными ножами (52, 53).

9. Устройство по п. 4 или 7, отличающееся тем, что каждый соединитель (51) образован двумя зажимами (62, 63), помещенными конец к концу.

10. Устройство по любому из пп.1 - 9, отличающееся тем, что первый соединителей (51, 61) снабжен поперечными направляющими элементами (52а, 52b, 62a, 62b), выполненными с возможностью взаимодействия с пазом (42а), расположенном в корпусе.

11. Устройство по любому из пп.1 - 10, отличающееся тем, что выключатели, контакторы, переключатели и дистанционные переключатели, а также вспомогательные узлы (4, 5), включающие, по меньшей мере, один модуль индикации неисправностей и/или положения контакта САО (7), модуль пониженного напряжения MN или расцепителя с шунтовой катушкой МХ (6), или модуль дифференциального разъединительного устройства (5) выполнены с возможностью образования однополюсных или многополюсных электросиловых устройств (3, 8, 9).

12. Устройство по любому из пп.1 - 11, отличающееся тем, что соединители образуют единое целое с концевыми частями (40а) соответствующих контактных планок.

13. Устройство по любому из пп.1 - 11, отличающееся тем, что соединители (51, 61) соединены посредством сварки с концевыми частями (40а) соответствующих контактных планок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройству для сборки и электрического соединения множества силовых устройств, таких как выключатели, установленные вместе на монтажном рельсе со вспомогательными узлами и тому подобным, причем указанные устройства и узлы представлены модульными корпусами, соединяющимися своими боковыми поверхностями и образующими горизонтальный ряд, а электрические силовые устройства электрически связаны и/или обеспечены питанием от подводящей силовой линии посредством общего соединительного гребня, расположенного параллельно продольной оси рельса.

Монтируемые устройства с различным шагом или различного вида, например силовые устройства, такие как выключатели или вспомогательные модули, а именно дифференциальное разъединяющее устройство, модуль индикации неисправностей или положения контакта и т.п., до настоящего времени предполагали, при поставке силовых устройств со стандартным гребнем, удаления неиспользуемого зубца. Это удаление обычно выполнялось на уровне каждого вспомогательного модуля путем предварительного спиливания указанного зубца. Результатом этой операции было то, что в случае, если сборщик впоследствии пожелает изменить модульное размещение устройств, предварительно обрезанный гребень оказывается не пригодным для нового варианта размещения и его приходится выбросить. Кроме того, подготовка гребня для каждого конкретного ряда устройств ведет к увеличению затрат времени на выполнение соединения.

Из пат. Франции N 2658008, H 02 B 1/052, 1991, принятого в качестве наиболее близкого аналога, известно устройство для сборки и электрического соединения модульных устройств, соединительный гребень имеет форму шины, включающей один или несколько токопроводящих стержней и идущей по существу параллельно продольной оси рельса и по существу перпендикулярно к одной из поверхностей корпусов, обращенной к указанному гребню, причем каждый из указанных стержней соединен с одной из фаз или с нейтралью, а каждая из контактных планок силовых устройств электрически и избирательно соединена выше по линии с одним из проводящих стержней соединителем, причем каждый соединитель включает один конец, электрически связанный с упомянутой планкой через отверстие, выполненное в соответствующей поверхности корпуса, и другой конец, выполненный таким образом, чтобы входить в зацепление с определенным стержнем и перемещаться вдоль этого стержня, обеспечивая создание электрической связи в любой точке в продольном направлении по стержню.

В основу настоящего изобретения положена задача, которая позволила бы решить вышеперечисленные проблемы и предлагала бы для сборки и соединения электрических устройств устройство простой конструкции, позволяющее устанавливать на одном рельсе, вперемежку, устройства с разным шагом и разного типа, причем силовые устройства могут соединяться с общим гребнем быстрым и экономичным способом.

Поставленная задача решается тем, что согласно отличительному признаку изобретения, контактная планка каждого силового устройства содержит концевую часть, размещенную в пазу корпуса, причем этот паз открыт в направлении гребня, а указанная концевая часть и гребень простираются перпендикулярно относительно стержней приблизительно на всю высоту гребня так, чтобы обеспечить возможность соединения соединителя с этой планкой в нескольких местах вдоль указанной концевой части, соответствующих различным местам расположения стержней.

Желательно, чтобы гребень располагался будучи обращен к задним верхним поверхностям модульных устройств.

Желательно, чтобы упомянутая концевая часть контактной планки была образована зажимом, расположенным на дне паза, причем конструкция зажима предусматривает его взаимодействие в концевой частью в форме ножа соединителя.

Желательно, чтобы упомянутая концевая часть контактной планки образуется ножом, простиралась бы перпендикулярно относительно стержней, причем указанный нож предназначен для взаимодействия с концом соединителя в форме захвата.

Желательно, чтобы упомянутый гребень (или шина) состоял из электроизоляционного профилированного отрезка, образуемого основой, простирающейся параллельно поверхности рельса, и из прокладок, простирающихся перпендикулярно указанной опоре, а стержень располагается в каждом промежутке, разделяющем две последовательно расположенные прокладки.

Желательно, чтобы второй конец соединителей образовывался ножом, и каждый из стержней надежно соединялся с гибкой полосой, искривленной по форме указанного стержня, а нож входил во взаимодействие и удерживался между стержнем и гибкой полосой в положении замкнутого контакта.

Желательно. чтобы второй конец соединителей был образован зажимом, предназначенным для взаимодействия с одним из стержней, установленным на упомянутой выше опоре между двумя прокладками.

Желательно. чтобы каждый соединитель был образован двумя перпендикулярными ножами или двумя захватами, помещенными конец к концу, с перпендикулярной направленностью усилий захвата.

Преимущественно первый конец соединителей снабжается поперечными направляющими элементами, взаимодействующими с соответствующим пазом, выполненным в корпусе, с тем, чтобы улучшить размещение соединителя в корпусе.

Желательно, чтобы выключатели, контакторы, переключатели и дистанционные переключатели, а также вспомогательные узлы, включающие, по меньшей мере, один модуль индикации неисправностей SD и/или положения контакта CAOF, модуль пониженного напряжения MN или расцепителя с шунтовой катушкой MX, или модуль дифференциального разъединительного устройства образуют в соответствии с требованиями однополюсные или многополюсные электросиловые устройства.

Желательно, чтобы соединители образовывали одно целое с концевыми частями соответствующих контактных планок.

Желательно, чтобы соединители надежно скреплялись, например, посредством сварки с концевыми частями соответствующих контактных планок.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретным вариантом его выполнения, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 представляет схематическое перспективное изображение ряда модульных электрических устройств, установленных на рельсе и включающих вспомогательные узлы и силовые устройства, электрически соединенные согласно настоящему изобретению;

фиг. 2 представляет частичное изображение в разрезе, иллюстрирующее более наглядно верхнюю и нижнюю часть однополюсного устройства;

фиг. 3 представляет частичное изображение снизу для предшествующего чертежа, иллюстрирующее два расположенные рядом однополюсные устройства;

фиг. 4 представляет схематическое изображение сзади трехполюсного устройства с нейтралью, без элементов, соединяющих с гребнем;

фиг. 5 изображает в четырех разных положениях (сбоку) соединительные элементы (или соединители) в форме ножей согласно одному из вариантов реализации изобретения;

фиг. 6 изображает вид снизу одного из ножей;

фиг. 7 представляет изображение, сходное с фиг. 4, на котором четыре соединителя в форме ножей установлены на трехполюсном выключателе с нейтралью;

фиг. 8 представляет частичное перспективное изображение шины (или гребня) электропитания согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения;

фиг. 9 изображает поперечный разрез шины с фиг. 8;

фиг. 10 схематически иллюстрирует три компонента шины с фиг. 9;

фиг. 11 схематически иллюстрирует монтаж электрического устройства на рельсе и его электрическое соединение с шиной электропитания согласно настоящему изобретению;

фиг. 12 изображает частичный вид снизу, иллюстрирующий установку двух соединителей в форме ножей на устройстве с фазой и нейтралью;

фиг. 13 изображает вид сзади устройств "фаза + нейтраль" и "дифференциальная фаза + нейтраль" с их соединителями в форме ножей;

фиг. 14, 15 и 16 изображают соответственно находящуюся выше по линии часть однополюсного устройства согласно другому варианту реализации изобретения.

На фиг. 1 можно видеть множество электрических устройств 1 с модульными корпусами, установленных на монтажном рельсе 2 и прилегающих друг к другу боковыми поверхностями, образуя горизонтальный ряд.

Этот ряд состоит из блока трехфазного выключателя 3, образованного тремя однополюсными выключателями 30, 31, 32 типа, описанного в патенте Франции 2616583. К блоку выключателя 3 присоединены несколько вспомогательных узлов 4, 5, а именно разъединяющий, контрольный и индикаторный узлы. С правой стороны блока выключателя 3 расположено вспомогательное разъединяющее устройство 5. С левой стороны выключателя 3 расположены модуль пониженного напряжения MN или дифференциального расцепителя с шунтовой катушкой MX 6, модуль индикации неисправностей SD и/или положения контакта CAOF 7, регулирующий и отслеживающий прибор 8 и однополюсный переключатель с нейтралью 9.

Следует отметить, что этот ряд может включать дополнительные выключатели и другие силовые устройства, такие как контакторы, переключатели, дистанционные переключатели и т.п. Каждый из полюсов этих силовых устройств 30, 31, 32, 8 и 9 включает питающий ввод 30a, 31a, 32a, 8a, 9a и линейный или проходной вывод 30b, 31b, 32b, 8b, 9b, расположенные соответственно на противоположных узких поверхностях модульного корпуса. Вспомогательное дифференциальное разъединяющее устройство 5 снабжено на своей нижней поверхности клеммой 5a, в то время как на верхней поверхности какие-либо клеммы отсутствуют. Электрическая связь между двумя узлами 3, 5 осуществляется посредством пучка соединительных проводников (не представлены), соединенных с соответствующими клеммами.

Каждый из вспомогательных модулей 6, 7 снабжен соединительными клеммами 6b, 7b, расположенными на их нижней поверхности, в то время как на верхней поверхности этих вспомогательных узлов клеммы отсутствуют.

Согласно настоящему изобретению питающие вводы 30a, 31a, 32a, 8a, 9a на всех выключателях 3 и других силовых устройствах 8, 9 за исключением вспомогательных модулей на любом ряду соединяются между собой общей питающей шиной (или гребнем) 12, состоящей главным образом из вертикальной изолирующей опоры 13, от которой отходят пять горизонтальных токопроводящих стержней 14, параллельных друг другу и продольной оси рельса 2. Эта шина 12 прикреплена к несущей поверхности 15 (которую можно видеть на фиг. 11), или общей с поверхностью, на которой закреплен рельс 2, или смещенной относительно нее в глубину, на такой высоте, что первый стержень 14a простирается несколько ниже верхней поверхности 20 устройств, а последний стержень 14d простирается над верхней кромкой рельса 2.

Как показано на фиг. 2 и 3 и согласно известному способу, питающие вводы 30a, 31a, 32a, 8a и 9a силовых устройств 3, 8, 9 расположены в туннелях 30c, 31c и могут быть соединены с электрическими кабелями, обычным соединительным гребнем (не показан), чьи зубцы проникают в туннель, или с вильчатым однополюсным соединительным гребнем (не показан), чьи зубцы проходят под головками винтов 35, 36, 37, а затягивание выполняется посредством винтов 35, 36, 37, доступ к которым возможен через отверстия.

Согласно конкретному варианту реализации изобретения контактные планки питающих вводов 30a, 31a ... простираются каждая в направлении задних стенок устройств, образуя на конце 40a зажим 41, размещенный а пазу 42 (фиг. 3, 4), выполненном в верхней задней части корпусов и проходящем приблизительно по всей высоте упомянутой выше питающей шины 12, расположенной будучи обращенной к задней поверхности корпусов. Этот паз 42, как можно видеть на фиг. 3, имеет крестообразное поперечное сечение и приспособлен для того, чтобы принимать соединитель 51 в форме сдвоенного ножа, подобный представленному на фиг. 5 и 6. Этот соединитель 51 представлен деталью, снабженной на двух своих концах 51a, 51b двумя взаимно перпендикулярными ножами 52, 53, один из которых, названный первым 52, предназначен для взаимодействия с упомянутым выше зажимом 41, в то время как другой 53, названный вторым, предназначен для создания контакта с одним из стержней 14 питающей шины 12. На этих чертежах можно также видеть, что первый нож 52 снабжен двумя направляющими элементами 52a, 52b, простирающимися с каждой стороны указанного ножа и предназначенными для вхождения в зацепление в соответствующем пазу 42 корпуса (фиг. 3). Второй нож предназначен в большей степени для взаимодействия с одним из стержней 14 шины 12, как представлено на фиг. 8 и 10.

Согласно данному варианту реализации изобретения настоящая шина (или гребень) 12 состоит из изолирующего профиля A, образуемого вертикальной основой 13 для стержней, простирающейся параллельно монтажному рельсу 2, и горизонтальными прокладками 17, простирающимися перпендикулярно указанной основе 13 по всей ее длине. Каждый просвет, разделяющий две последовательно расположенные прокладки 17, образует гнездо для одного из токопроводящих стержней 14 шины 12, причем каждый из стержней 14 надежно скреплен с гибкой изолирующей полосой 18. Эта гибкая полоса 18, простирающаяся по всей длине стержня 14, имеет в целом U-образное поперечное сечение, одно из плеч которого 18a надежно соединено со стержнем 14, в то время как другое плечо 18b загнуто под указанный стержень 14 в направлении стержня 14. Можно отметить, что конец прокладок 17 снабжен ограничительными элементами 17a, способствующими закреплению стержней в профиле.

На фиг. 14, 15 и 16 можно видеть, что согласно другому варианту реализации настоящего изобретения паз 42, выполненный в задней части каждого электрического устройства, обладает большей шириной, чем в предыдущем варианте реализации. На дне этого паза 42 помещен неподвижный нож 60, простирающийся по всей высоте указанного паза 42 и образующий конец контактной планки соответствующего питающего ввода. В этом случае соединитель 61 представлен деталью с зажимами на каждом из двух своих концов 61a, 61b, причем два зажима 62, 63 расположены перпендикулярно, то есть перпендикулярными являются их усилия, обеспечивающие зажим. Один из зажимов 62 содержит, как и в предыдущем варианте реализации, направляющие элементы 62a, 62b указанного зажима 62 в пазу 42, в то время как другой зажим 63 предназначен для взаимодействия с одним из токопроводящих стержней 14 питающей шины 12, причем в данном конкретном варианте указанные стержни 14 закреплены непосредственно одним из своих концов на вертикальной основе 13 изолирующего профиля А, как показано на фиг. 16, между двумя последовательно расположенными прокладками 17.

Электрическое подсоединение группы модульных устройств к питающей шине 12 будет описано далее согласно первому варианту реализации изобретения и затем согласно второму варианту, со ссылками на чертежи.

На первой стадии соединители 51 или 61 будут установлены на задней части силовых устройств 3, 8, 9, которые намечено подсоединить к шине 12. Когда эти соединители 51, 61 относятся к типу с двумя ножами 52, 53, эти ножи будут вставлены посредством ножей 52, содержащих направляющие элементы 52a, 52b, в пазы 42, выполненные в корпусах, и более конкретно в зажимы 41, расположенные в этих пазах 42, через верхнюю крышку устройств.

Затем эти соединители 51 будут передвигаться путем скольжения в пазах 42 до достижения нужной высоты так, чтобы совместиться с одним из стержней 14 питающей шины 12, соединенным с нужной фазой источника питания. Таким образом на фиг. 7 можно видеть, что четыре соединителя 51 с ножами размещены в четырех корпусах силового устройства, представляющих три полюса и нейтраль, в четырех разных положениях a, b, с, d таким образом, чтобы соединяться соответственно с нейтралью, первой, второй и третьей фазами источника питания. На фиг. 12 иллюстрируется другой пример, в котором тот же принцип применен к устройству с одной фазой и нейтралью, и в этом случае вставлены два ножа 51. На фиг. 13 проиллюстрировано применение этого принципа к устройствам с фазой и нейтралью B и фазой и нейтралью C. Можно видеть, что в этом случае можно видеть, что соединители 51, расположенные со стороны фазы P, будут преимущественно располагаться на различных фазах, для достижения сбалансированного потребления, в то время как соединители 51, расположенные на стороне нейтрали N, все будут располагаться на одном уровне.

После установки этих соединителей 51 на место устройства 3, 8, 9 будут установлены на нижнюю часть монтажного рельса 2, после чего будут поворачиваться по стрелке F, как показано на фиг. 11. В процессе этого поворота вторые ножи 53 соединителей войдут в контакт с соответствующими стержнями 14 питающей шины 12 и будут удерживаться в контакте с этими стержнями 14 благодаря действию гибких полос 18, связанных с этими стержнями 14. Можно отметить, что хотя ради простоты на фиг. 11 представлены только соединители с двумя ножами 53 и один токопроводящий стержень 14, этот принцип монтажа можно будет использовать с любым количеством ножей и соответствующих стержней.

Когда соединители 61 относятся к типу с двумя зажимами 62, 63, они будут вставлены таким же образом через верхнюю крышку устройств, так что вертикальные зажимы 62 входят в зацепление с соответствующими ножами 60, закрепленными в пазах 42 корпусов. Затем эти соединители 61 переводятся в подходящее положение так, чтобы горизонтальные зажимы 63 могли войти в зацепление с соответствующими стержнями 14 шины 12, как показано на фиг. 16.

Отсюда можно видеть, что соединители могут скользить по шине в горизонтальном направлении, с тем чтобы установить данное устройство в любом месте рельса.

Таким образом посредством настоящего изобретения получено устройство для сборки и подключения электрических устройств с шиной перед ними, позволяющее устанавливать на одном рельсе изделия с разным шагом и разного типа (силовые устройства, регулирующие и следящие устройства, вспомогательные узлы) без необходимости изменять нарезку зубцом гребня или использовать крепежную арматуру, как это делалось ранее.

Таким образом возможно, например, устанавливать на одном рельсе устройства многополюсного типа наряду со вспомогательными узлами, однополюсные устройства с нейтралью и дифференциальные однополюсные устройства с нейтралью.

Изобретение позволяет также сохранить возможность применения двух других общепринятых способов соединения, т.е. соединения кабелями или обычным гребнем (с зубцами), через туннель в корпусе каждого устройства.

Изобретение, естественно, не ограничивается описанными и проиллюстрированными вариантами реализации, которые приведены только в качестве примеров.

Наоборот, изобретение включает все технические эквиваленты описанных средств и их сочетания, если они выполнены согласно существу изобретения.