опорный узел для механического и электрического подсоединения по меньшей мере одного вставного разрядника для защиты от перенапряжений

Формула изобретения

1. Опорный узел для механического и электрического подсоединения по меньшей мере одного вставного разрядника для защиты от перенапряжений, причем опорный узел содержит U-образный корпус с основанием, в котором расположено переключающее устройство для индикации или оповещения о состоянии неисправности, далее корпус содержит по меньшей мере один проем, в котором расположен по меньшей мере один подпружиненный кнопочный толкатель, который взаимодействует с переключающим устройством, причем кнопочный толкатель при вставленном разряднике находится в механическом контакте с ним или с пусковым элементом, находящимся в разряднике, отличающийся тем, что подпружиненный кнопочный толкатель (1) подвижно направляется в кулисе (2) основания (3), причем нижний выступ (4), ориентированный перпендикулярно к направлению движения кнопочного толкателя (1), содержит скошенную поверхность (5), которая соответствует ответной скошенной поверхности (6) ползуна (7), а ползун (7) подвижно расположен в основании (3) перпендикулярно направлению движения кнопочного толкателя (1), для преобразования движения кнопочного толкателя (1) в движение перемещения, выполняемое, по существу, в перпендикулярном направлении, и, таким образом, ползун (7) может быть переведен из первого положения во второе положение для приведения в действие переключающего устройства (8), причем ползун (7) преднапряжен пружинным элементом (9) таким образом, что скошенные поверхности (5, 6) соединены с силовым замыканием.

2. Опорный узел по п.1, отличающийся тем, что кнопочный толкатель (1) содержит два выступа (4), находящихся на расстоянии друг от друга и снабженных каждый скошенной поверхностью (5), причем между выступами (4) находится штифт для направляющего базирования пружины предварительного напряжения.

3. Опорный узел по п.2, отличающийся тем, что в основании (3) предусмотрен карман (11) для приема выступов (4) кнопочного толкателя (1) и ползуна (7).

4. Опорный узел по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что ползун (7) содержит угловое колено (12) с фасонной деталью (13), которая переходит в клиновую поверхность (14), для приведения в действие кулачка (15) переключающего устройства (8).

5. Опорный узел по п.3, отличающийся тем, что переключающее устройство (8) расположено в углублении кармана (11) внутри основания (3).

6. Опорный узел по одному из пп.3, 5, отличающееся тем, что внутри кармана (11), параллельно направлению движения ползуна (7), расположена шина (16), а ползун (7) имеет соответствующий паз (17).

7. Опорный узел по п.6, отличающийся тем, что в пазу (17) ползуна (7) расположен пружинный элемент (9).

8. Опорный узел по п.7, отличающийся тем, что пружинный элемент (9) размещен в области паза (17) без возможности выпадения и для этого установлен на двух расположенных напротив друг друга пальцевидных деталях (18).

9. Опорный узел по одному из пп.1-3, 5, 7 и 8, отличающийся тем, что на ползуне (7) выполнено множество скошенных поверхностей (6) для взаимодействия с множеством соответствующих выступов (1, 4) кнопочного толкателя.

10. Опорный узел по п.2, отличающийся тем, что один или несколько кнопочных толкателей (1) предварительно подпружинены в направлении вставного разрядника, причем при правильном выполнении установки разрядника пружина (10) предварительного напряжения напрягается дальше, и ползун (7) под воздействием своего пружинного элемента (9) попадает в свое первое конечное положение.

11. Опорный узел по п.10, отличающийся тем, что при вытягивании вставного разрядника (20) или при активированном пусковом элементе (25) соответствующий кнопочный толкатель (1) с использованием повышенной силы напряжения пружины (10) предварительного напряжения двигается против направления установки разрядника (20), и под воздействием скошенных поверхностей (5, 6) ползун (7) попадает во второе конечное положение, причем происходит напряжение пружинного элемента (9).

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к опорному узлу для механического и электрического подсоединения по меньшей мере одного вставного (штекерного) разрядника для защиты от перенапряжений (далее - разрядника), причем опорный узел содержит U-образный корпус с основанием, в котором расположено переключающее устройство для индикации или для оповещения о состоянии неисправности, далее корпус содержит по меньшей мере один проем, в который входит по меньшей мере один подпружиненный кнопочный толкатель, который взаимодействует с переключающим устройством, причем кнопочный толкатель при вставленном разряднике входит в механический контакт с ним или с пусковым элементом, находящимся в разряднике, согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Уровень техники

Из немецкой полезной модели DE 202004006227 известен разрядник с передающим контактом для сигнализации неисправности. Срабатывание беспотенциальной механики происходит, согласно данному документу, посредством теплового контроля установленных варисторов или триггерного устройства используемых сетевых искровых промежутков в соответствующих подсоединяемых блоках. При этом срабатывание передается дальше посредством предварительно натянутых пружин с помощью шибера или гибкой пластины.

В опорном узле известного прибора защиты от перенапряжения это механическое движение посредством управляющего толкателя и переключающего коромысла, опирающегося с возможностью вращения, переносится на микровыключатель, который на своих выходах дает беспотенциальный переключающий контакт.

Из DE 10001667 C1 известен многополюсный разрядник для применения в низковольтных системах электропитания, содержащий один-единственный по существу U-образный опорный узел с соединительными клеммами в корпусе для активных проводов потенциала «земли», причем в кожухе опорного узла предусмотрены направляющие средства для съемного подсоединения вставных узлов, электрически контактируемых с соединительными клеммами, с варисторными элементами или элементами искрового промежутка.

Согласно DE 10001667 C1 в корпусе опорного узла предусмотрена выемка для подключения микропереключателя для индикации связи.

Далее, для индикации связи в корпусе выполнена щель, проходящая в продольном направлении или горизонтально, а в щели расположено сквозное плоское переключающее коромысло. Переключающее коромысло взаимодействует с вышеупомянутым микропереключателем. Корпус содержит в области каждого вставляемого защитного элемента проходящее в поперечном направлении или вертикально отверстие с доступом к переключающему коромыслу. В отверстия вставлено по исполнительному элементу коромысла, причем вертикально выступающий кулачок входит в соответствующее отверстие в кожухе и взаимодействует с пусковым штифтом, служащим для контроля функции, в соответствующем защитном элементе. Исполнительные элементы коромысла содержат другой, направленный к переключающему коромыслу кулачок, а также сформированный штифт для направляющего подсоединения винтовой нажимной пружины, которая опирается на переключающее коромысло.

С помощью переключающего коромысла и исполнительных элементов коромысла функция вставленных защитных элементов может быть проконтролирована посредством одного-единственного микропереключателя, причем возможен также контроль комплектации.

Общим в вышеуказанных решениях является то, что они оба требуют наличия управляющего коромысла, причем посредством поворотного движения приводится в действие микровыключатель. По причине имеющихся зазоров и цепочки допусков, которая образуется вследствие наличия множества элементов, конечная точка микропереключателя выставляется с трудом, и, таким образом, имеется опасность ошибочного срабатывания. При необходимых поворотных движениях помимо допусков отрицательный вклад вносит функционально обусловленный зазор подшипника поворотной оси.

Раскрытие изобретения

Из вышесказанного следует, что задачей изобретения является создание усовершенствованного опорного узла для механического и электрического подсоединения по меньшей мере одного вставного разрядника, причем опорный узел содержит U-образный корпус с основанием и имеет переключающее устройство для индикации и для передачи состояний неисправности.

Согласно задаче изобретения срабатывание переключающего устройства также должно быть возможным при небольших относительных движениях, причем допуски, которых нельзя избежать простым изменением направления движения, ни в коей мере не должны влиять отрицательно на характеристику включения и срабатывания. Далее, весь необходимый блок управления переключающим устройством должен быть расположен в опорном узле, и, таким образом, могут снижаться затраты на изготовление вставных разрядников или подобных модулей.

Решение задачи изобретения происходит в опорном узле для механического и электрического подсоединения по меньшей мере одного вставного разрядника для защиты от перенапряжений согласно совокупности признаков п.1 формулы изобретения, причем зависимые пункты представляют собой по меньшей мере целесообразные варианты реализации и развития.

Корпус опорного узла содержит по меньшей мере один проем, служащий для подсоединения по меньшей мере одного кнопочного толкателя, предварительно напряженного пружиной. При этом кнопочный толкатель проходит через проем и может своим свободным концом взаимодействовать с нижней стороной разрядника или с находящимся там пусковым элементом.

При вставленном разряднике кнопочный толкатель соответственно находится в механическом контакте с разрядником или с вышеуказанным пусковым элементом, который, в свою очередь, соединен с тепловым разъединительным устройством (размыкателем) или приводится в действие от него.

По меньшей мере один кнопочный толкатель, предварительно напряженный пружиной, подвижно направляется в кулисе основания.

Нижний выступ, ориентированный перпендикулярно к направлению движения кнопочного толкателя, имеет скошенную поверхность, которая соответствует ответной скошенной поверхности ползуна.

Ползун расположен с возможностью перемещения перпендикулярно направлению движения кнопочного толкателя в основании, чтобы преобразовать движение кнопочного толкателя в движение перемещения, по существу в перпендикулярном направлении, так, что ползун может быть переведен из первого положения во второе положение для приведения в действие переключающего устройства.

Далее, ползун находится в предварительно напряженном состоянии с помощью пружинного элемента таким образом, что скошенные поверхности выступа кнопочного толкателя и ползуна соединяются с силовым замыканием.

Кнопочный толкатель в предпочтительном варианте реализации может содержать два выступа, находящихся на расстоянии друг от друга, каждый из которых снабжен скошенной поверхностью, причем между выступами находится штифт для направляющего базирования пружины предварительной нагрузки в виде винтовой нажимной пружины.

В основании предусмотрен по меньшей мере один вытянутый в длину, прямоугольный в поперечном сечении карман для приема выступов кнопочного толкателя и ползуна.

Для максимального использования имеющегося рабочего пространства или объема кармана ползун может содержать отогнутое колено, которое имеет фасонную деталь, которая, в свою очередь, переходит в клиновидную щеку, чтобы приводить в действие кулачок, особенно переключающий кулачок переключающего устройства или микропереключателя.

Переключающее устройство, особенно микропереключатель, расположен в углублении вышеуказанного кармана внутри основания.

Внутри кармана находится шина, ориентированная параллельно направлению движения ползуна.

Ползун имеет соответствующий паз, и, таким образом, ползун может направленно передвигаться вдоль шины.

В паз ползуна может быть вставлен пружинный элемент. Этот пружинный элемент расположен в области паза, предпочтительно без возможности выпадения, причем для этого имеются два расположенных друг напротив друга пальца или штифта, которые фиксируют пружину, особенно винтовую нажимную пружину.

На ползуне может быть выполнено множество расположенных на расстоянии друг от друга скошенных поверхностей, чтобы соответствующим образом взаимодействовать с множеством соответствующих выступов кнопочного толкателя. Таким образом, возможен также контроль многополюсных разрядников, которые устанавливаются в соответствующем опорном узле.

Один или несколько кнопочных толкателей предварительно подпружинены в направлении вставного разрядника или вставных разрядников, причем при правильном выполнении установки разрядника пружина предварительного напряжения напрягается далее и ползун под действием своего пружинного элемента попадает в свое первое конечное положение.

При вытягивании вставного разрядника или при активированном пусковом элементе соответствующий кнопочный толкатель двигается против направления вставления с использованием повышенной силы преднапряжения пружины предварительного напряжения. Под воздействием скошенных поверхностей ползун попадает во второе конечное положение, причем происходит напряжение пружинного элемента ползуна.

С точки зрения общей конструкции, для срабатывания оповещения в предложенном изобретением опорном узле требуется только два элемента, предпочтительно выполненных в виде пластмассовых отлитых или штампованных деталей, а именно кнопочный толкатель по меньшей мере с одной первой скошенной поверхностью и ползун по меньшей мере с одной второй, ответной скошенной поверхностью. Если обе скошенные поверхности находятся в геометрическом замыкании друг с другом и происходит движение, то оно переносится под возникающим клиновым взаимодействием на второй элемент, разумеется с желаемым изменением направлением движения, а именно из движения кнопочного толкателя вверх-вниз в движение продольного перемещения ползуна. На ползуне посредством его клиновой поверхности приводится в действие микропереключатель или его толкатель, чтобы перенести необходимые функции оповещения.

Краткий перечень фигур чертежей

Изобретение поясняется ниже более подробно на основании варианта реализации, а также с помощью фигур.

На них показано следующее.

Фиг.1: аксонометрическая проекция модуля, содержащего два вставленных разрядника, которые находятся в опорном узле, с частичным вырезом, и с находящимся там устройством срабатывания оповещения.

Фиг.2: вид, аналогичный таковому по фиг.1, причем передний на чертеже разрядник частично извлечен из опорного узла и, как следствие, толкатель устройства оповещения находится в своем верхнем положении, и индицируется функция неисправности.

Фиг.3: вид сбоку модуля защиты от перенапряжения с полностью вставленным разрядником и правильным функционированием.

Фиг.4: вид, аналогичный таковому на фиг.3, но с активированным пусковым элементом и разъединенным кнопочным толкателем, представляющим неисправность вставленного разрядника.

Фиг.5: вид, аналогичный таковому по фиг.3, но с частично извлеченным разрядником и соответственно активированным устройством оповещения.

Фиг.6: вид сверху на основание опорного узла со снятой крышкой корпуса и показанным ползуном, а также с показанными кнопочными толкателями в нормальном состоянии, то есть выключатель связи и оповещения задействован.

Фиг.7: вид, аналогичный таковому по фиг.6, но в состоянии снятой функции оповещения, то есть при неисправности или при отсутствии вставленного разрядника.

Фиг.8: аксонометрическая проекция основания с кнопочными толкателями и ползуном в состоянии задействованного выключателя связи и оповещения.

Фиг.9: вид, аналогичный таковому по фиг.8, но в состоянии прекращенной функции оповещения.

Фиг.10: фрагмент конструкции для сообщения о неисправностях в задействованном состоянии выключателя связи и оповещения.

Фиг.11: фрагмент, аналогичный таковому по фиг.10, но в состоянии прекращенной функции оповещения.

Осуществление изобретения

Вариант реализации разрядника, например многополюсного разрядника для использования в схеме системы заземления с входными клеммами фазы и нейтрали на одной стороне, а также с заземляющим подключением на противоположной стороне, содержит два вставных разрядника 20, которые находятся в опорном узле 21. Этот общий опорный узел 21 благодаря соответствующему выполнению его нижней стороны 22 может быть закреплен на несущей шине (фиг.1).

В опорном узле находится устройство оповещения, чтобы распознавать или сигнализировать о состоянии неисправности одного или нескольких разрядников 20, когда один или оба разрядника 20 вставлены неправильно. Соответствующий контакт оповещения выполнен беспотенциальным с возможностью электрического контактирования посредством соединительной клеммы 23.

Далее, на опорном узле 21 имеются сами по себе известные проводящие клеммы 24.

Согласно виду по фиг.2 передний вставной разрядник 20 был извлечен, и, как следствие, кнопочный толкатель 1 более не находится в контакте с нижней стороной вставного разрядника 20 или с находящимся там пусковым элементом. Вследствие этого высотное положение кнопочного толкателя 1 сдвигается вверх и может активироваться переключающее устройство 8, например микропереключатель.

Согласно виду по фиг.3 из представленного частичного разреза видно, что кнопочный толкатель 1 находится в механическом контакте с пусковым элементом 25 во вставном разряднике 20. Этот пусковой элемент 25 соединен с непоказанным тепловым разъединительным устройством (размыкателем), находящимся во вставном разряднике 20, причем пусковой элемент 25 изменяет свое положение тогда, когда активировано тепловое разъединительное устройство.

Соответствующее состояние неисправности, то есть освобожденный кнопочный толкатель 1, показывает фиг.4.

Аналогично освобождается кнопочный толкатель 1, если разрядник 20 извлекается из опорного узла 21 (см. фиг.5).

Один или несколько кнопочных толкателей 1 при изменении своего положения по высоте способствуют изменению положения ползуна 7, и, таким образом, находящаяся там фасонная деталь 13 с клиновой поверхностью 14 будет в состоянии привести к срабатыванию переключающего устройства, т.е. реализовать процесс включения или выключения.

Эта функция управления переключающим устройством 8 еще раз проиллюстрирована с помощью аксонометрической проекции фиг.8 и 9.

Фиг.8 показывает состояние приведенного в действие переключающего устройства 8, то есть в данном случае кнопочные толкатели 1 находятся в своем самом нижнем положении под напряжением имеющихся пружин 10.

В состоянии фиг.9 пружины 10 расслаблены и кнопочные толкатели 1 попадают в свое верхнее положение. Соответствующие скошенные поверхности (см фиг.10 и 11) способствуют изменению направления движения (движение вверх-вниз кнопочных толкателей) в движение перемещения ползуна 7.

Особенности механической конструкции для изменения направления движения и для передачи движения срабатывания поясняются посредством фиг.10 и 11 следующим образом.

Кнопочные толкатели 1 направляются в кулисе 2 основания 3.

Нижний выступ 4, ориентированный перпендикулярно направлению движения кнопочного толкателя 1, содержит скошенную поверхность 5, причем в изображенном на фигурах варианте имеются два находящихся на расстоянии друг от друга выступа 4, каждый со скошенной поверхностью 5.

Эта скошенная поверхность 5 соответствует скошенной поверхности 6 ползуна 7. Этот ползун 7 подвижно расположен в основании 3 перпендикулярно направлению движения кнопочного толкателя 1, чтобы преобразовать движение кнопочного толкателя 1 в по существу перпендикулярное движение перемещения сообразно с клиновой передачей.

Таким образом, ползун выполнен с возможностью перевода из первого положения во второе положение для соответствующего воздействия на переключающее устройство 8.

Посредством пружинного элемента 9 ползун 7 находится под предварительным напряжением, а именно таким образом, что скошенные поверхности 5 и 6 входят в соединение с силовым замыканием.

Между выступами 4 соответствующего кнопочного толкателя 1 находится штифт для направляющего подсоединения пружины 10 предварительного напряжения.

В основании 3 предусмотрен карман 11 (см., например, фиг.2) для приема выступов 4 кнопочного толкателя 1 и ползуна 7.

Ползун 7 содержит угловое колено 12, которое переходит в фасонную деталь 13 с находящейся там клиновой поверхностью 14, чтобы привести в действие кулачок 15 переключающего устройства 8 (см. фиг.11).

Переключающее устройство 8 находится, как, например, видно из фиг.8 и 9, в углублении кармана 11 внутри основания 3.

Внутри кармана 11 имеется, кроме того, шина 16, которая проходит параллельно направлению движения ползуна. Ползун 7 имеет паз 17, соответствующий шине 16. Тем самым, ползун своим пазом направленно опирается относительно шины 16.

В пазу 17 ползуна 7 находится пружинный элемент 9, который служит для предварительного натяжения ползуна 7.

Этот пружинный элемент 9 расположен без возможности выпадения в области паза 17, причем для этого предусмотрены два расположенных друг напротив друга пальца 18.

Эти пальцы принимают по одному концу пружинного элемента 9, выполненного в виде винтовой нажимной пружины.

На ползуне 7 может быть выполнено множество скошенных поверхностей 6, чтобы взаимодействовать со множеством выступов кнопочного толкателя, а именно с целью контроля многополюсного варианта реализации разрядника, причем в таком варианте реализации в опорном узле находится множество разрядников в соответствующих гнездах.

Один или несколько кнопочных толкателей 1 предварительно нагружены пружиной в направлении соответствующего вставного разрядника, причем при правильном выполнении установки разрядника предварительно напряженная пружина 10 напрягается дальше, а ползун 7 под воздействием своего пружинного элемента 9 попадает в первое конечное положение.

При вытягивании вставного разрядника 20 или при активированном пусковом элементе 25 соответствующий кнопочный толкатель с использованием повышенной силы натяжения пружины 10 предварительного натяжения двигается против направления вставления разрядника. Под воздействием скошенных поверхностей 5 и 6 ползун 7 попадает во второе конечное положение, причем происходит натяжение пружинного элемента 9, который относится к ползуну 7.

Кинетическая энергия кнопочного толкателя передается через пару скошенных поверхностей на ползун, который изменяет свое положение внутри кармана, причем вследствие этого процесса может быть приведен в действие соответствующий кулачок соответствующего переключающего устройства.

В общем и целом, с помощью вышеописанного изобретения удается конструктивно простым образом выполнить также контроль многополюсных разрядников, которые установлены в соответствующем опорном узле. Устройство выполнено при этом таким образом, что могут быть как обнаружены не вставленные или частично извлеченные разрядники, так и может быть установлена неисправная функция посредством пускового элемента, который находится в разряднике.