АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК H01H73/30 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическим выключателям, устанавливаемым в электропилах, электродрелях, электрорубанках и других приборах бытовой техники, предназначенных для ручного включения-отключения и защиты электрических цепей от недопустимых по величине и длительности протекания токовых перегрузок.

Известны автоматические выключатели, обеспечивающие ручное включение-отключение электрической цепи с помощью органа управления, рукоятки-рычага или кнопки и защиту электрических цепей при возникновении в них токов короткого замыкания или токов перегрузки. В таких автоматических выключателях механизм включения имеет сложную конструкцию с применением большого количества точеных и гнутых деталей сложной формы и высокой точности изготовления. Используется заливка эпоксидными смолами [1-4] .

Наиболее близким техническим решением является миниатюрный автоматический выключатель со свободным расцеплением, который имеет механизм автоматического срабатывания, включающий термобиметаллический датчик, защелку с плоской пружиной, кнопку, в которой шарнирно закреплен шток с роликами, тяги с подвижными контактами и осью, неподвижные контакты с выводными шинами, корпус [5] .

В указанном автоматическом выключателе замыкание контактов происходит при нажатии на кнопку за счет перемещения роликов по отогнутому выступу плоской пружины защелки и движении неподвижно закрепленной оси в тягах с подвижными контактами по направляющим пазам корпуса. Автоматическое отключение обеспечивается воздействием пружин растяжения в момент срыва защелки с уступа консольно закрепленного термобиметаллического датчика или при ручном отключении выключателя.

В таких автоматических выключателях используется большое количество заклепочных и сварных соединений и гнутых деталей сложной формы, повышенной точности изготовления.

Помимо этого такие автоматические выключатели в силу выбранной кинематической схемы, применение пружин растяжения с отогнутыми зацепами, обладающих тенденцией разрушения, неудачное расположение оси тяг с подвижными контактами в непосредственной близкости с контактной группой, не жесткий упор роликов в пружину защелки, зацепление защелки с термобиметаллическим датчиком обладают низкой виброустойчивостью и низкой надежностью изделия.

Цель изобретения - повышение надежности изделия при низких затратах на его изготовление.

Это достигается тем, что в автоматическом выключателе контактная плата с подвижными контактами шарнирно закреплена на оси в верхней части корпуса, собачка, выполненная в виде Т-образной плоской фигуры с запрессованной осью, установлена в нижней части корпуса, между опорными поверхностями контактной платы и собачки установлены ролики каретки, выполненной в виде плоской скобы П-образной формы и закрепленной во внутреннем пазу кнопки.

Размещение контактной платы с подвижными контактами на оси в верхней части корпуса, выполнение собачки в виде Т-образной плоской фигуры предложенной конструкции и установка ее в нижней части корпуса позволили сократить до минимума количество деталей и снизить затраты на изготовление изделия в целом. Расположение роликов каретки на плоской скобе П-образной формы между опорными поверхностями контактной платы и собачки позволили повысить виброустойчивость, ресурс ручных включений-отключений и автоматических срабатываний, а следовательно, и надежность.

На фиг. 1 приведена кинематическая схема предлагаемого выключателя в положении "Включено"; на фиг. 2 - то же, в положении автоматического срабатывания при удержании кнопки; на фиг. 3 - то же, в положении "Отключено"; на фиг. 4 - собачка; на фиг. 5 - вид по стрелке А на фиг. 4; на фиг. 6 - каретка с роликами; на фиг. 7 - вид по стрелке Б на фиг. 6; на фиг. 8 - контактная плата с подвижными контактами; на фиг. 9 - вид по стрелке В на фиг. 8; на фиг. 10 - вид по стрелке Г на фиг. 8.

Автоматический выключатель содержит корпус 1, крышку 2, термобиметаллический датчик 3, токоведущие шины 4-6, неподвижные контакты 7 и 8, защелку 9 с пружиной 10 и регулировочным винтом 11, кнопку 12, пружину 13, шток 14, каретку 15, содержащую скобу 16, ось 17, и ролики 18-20, контактную плату 21, содержащую изолятор 22, подвижные контакты 23, контактную пружину 24, ось 25 и стопорную шайбу 26, пружину 27, собачку 28 с запрессованной осью 29, пружину 30, оси 31-33 крепления каретки контактной платы и защелки, заклепки 34.

Датчик 3 выполнен в виде термобиметаллической пластины П-образной формы, неподвижно закрепленной на токоведущих шинах 4 и 5.

Неподвижные контакты 7 и 8 размещены на токоведущих шинах 5 и 6.

Защелка 9 выполнена в виде плоской пластины с отогнутыми проушинами, которая в верхней части закреплена на оси 33 в цапфах корпуса 1 и крышки 2 и при этом имеет возможность поворота под действием термобиметаллического датчика 3 через регулировочный винт 11 и возвращаться в исходное состояние под действием пружины 10. Средняя часть защелки 9 имеет резьбовое отверстие с регулировочным винтом 11. В нижней части защелки 9 имеется прямоугольное окно, предназначенное для вхождения в зацепление с выступом 35 собачки 28.

Витая цилиндрическая пружина 13 установлена в глухом отверстии кнопки 12 и предназначена для возврата кнопки 12 в выключенное состояние. Шток 14, расположенный внутри пружины 13, предназначен для исключения перекоса пружины 13.

Каретка 15 состоит из плоской скобы 16 П-образной формы, в нижней части которой установлена ось 17 с роликами 18-20. В верхней части скобы 16 имеются сквозные отверстия 36, предназначенные для крепления каретки 15 на оси 31 во внутреннем пазу кнопки 12.

Контактная плата 21 включает в себя изолятор 22, выполненный из электроизоляционного материала в виде многоугольной фигуры с опорными поверхностями 37, подвижные контакты 23 мостикового типа, в центре которых имеется сквозное отверстие для установки оси 25, контактную цилиндрическую витую пружину 24. Ось 25 продета внутри контактной пружины 24 через сквозные отверстия подвижных контактов 23 и изолятора 22 и закреплена в пазу изолятора 22 при помощи стопорной шайбы 26. В верхней части контактная плата 21 имеет сквозное отверстие 38, предназначенное для крепления ее на оси 32 в верхней части корпуса 1. Для возврата контактной платы 21 в отключенное положение на оси 32 установлена витая пружина 27 кручения, одним концом упирающаяся в изолятор 22, другим - в уступ корпуса 1.

Собачка 28 выполнена в виде Т-образной плоской фигуры с запрессованной осью 29. Плоскость собачки 28, обращенная в сторону роликов каретки 15, образует гладкую опорную поверхность 39. Выступ 35, обращенный в сторону термобиметаллического датчика 3, предназначен для вхождения в зацепление с защелкой 9. Для возврата собачки 28 в исходное состояние на оси 29 установлена пружина 30, которая одним концом упирается в выступ собачки 28, другим - в выступ корпуса 1.

Автоматический выключатель работает следующим образом.

Для включения автоматического выключателя необходимо нажать на кнопку 12 дo упора вниз, т. е. перевести ее в положение "Включено", при этом ролики 18-20 каретки 15, шарнирно закрепленной на оси 31 во внутреннем пазу кнопки 12, перемещаясь по опорным поверхностям 37 и 39 контактной платы 21 и собачки 28, находящейся в зацеплении с защелкой 9, поворачивают контактную плату 21, шарнирно закрепленную на оси 32 против часовой стрелки, в результате чего происходит замыкание подвижных контактов 23 с неподвижными контактами 7 и 8.

Для ручного отключения автоматического выключателя необходимо отпустить кнопку 12, которая под действием усилия пружины 13 возвращается в положение "Отключено", ролики 18-20, перемещаясь вверх вместе с кнопкой 12, соскальзывают с опорных поверхностей 37 контактной платы 21. Контактная плата 21, лишенная упора, под действием усилия пружины 27 поворачивается на оси 32 по часовой стрелке, тем самым размыкая подвижные контакты 23 с неподвижными контактами 7 и 8.

При возникновении в сети токовых перегрузок или токов короткого замыкания происходит автоматическое отключение включенного автоматического выключателя с помощью термобиметаллического датчика 3 следующим образом: под действием тока выше допустимого датчик 3, выполненный в виде термобиметаллической пластины П-образной формы, нагревается и, изгибаясь, через головку винта 11 поворачивает на оси 33 защелку 9 по часовой стрелке, выводя ее из зацепления с уступом 35 собачки 28. Собачка 28, лишенная упора под действием усилия пружины 27, передаваемого через контактную плату 21 и ролики 18-20, поворачивается против часовой стрелки. Одновременно под действием той же пружины 27 контактная плата 21, перемещаясь на оси 32 по часовой стрелке, размыкает подвижные контакты 23 с неподвижными контактами 7 и 8.

Отпуская кнопку 12, ролики 18-20 перемещаются вверх и соскальзывают с опорных поверхностей 37 контактной платы 21, а пружина 30 возвращает собачку 28 в исходное состояние в зацепление с защелкой 9. Таким образом автоматический выключатель отключает электрическую цепь и готов к следующему включению.

Автоматический выключатель имеет простую конструкцию при низких затратах на изготовление. Предложенная кинематическая схема расположения деталей и их конструкция позволили увеличить ресурс и надежность автоматического выключателя примерно в два раза. (56) Авторское свидетельство СССР N 147997, кл. H 01 H 73/48, 1960.

Авторское свидетельство СССР N 1483506, кл. H 01 H 77/10, 1986.

Патент США N 2838635, кл. H 01 H 71/16, 1958.

Патент США N 4330772, кл. H 01 H 73/30, 1982.

Патент США N 3265835, кл. H 01 H 71/16, 1962.

Использование: изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическим выключателям, устанавливаемым в электропилах, электрорубанках и других приборах бытовой техники. Сущность изобретения: контактная плата с подвижными контактами шарнирно закреплена на оси в верхней части корпуса, собачка, выполненная в виде Т-образной плоской фигуры, установлена в нижней части корпуса, а между контактной платой и собачкой установлены ролики каретки, выполненной в виде плоской скобы П-образной формы и закрепленной во внутреннем пазу кнопки. Автоматический выключатель содержит корпус, кнопку с кареткой, контактную плату с подвижными контактами, неподвижные контакты, термобиметаллический датчик, защелку, собачку. 10 ил.

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий корпус, кнопку с кареткой, термобиметаллический датчик, контактную плату с подвижными контактами, неподвижные контакты, защелку, собачку, отличающийся тем, что контактная плата с подвижными контактами шарнирно закреплена на оси в верхней части корпуса, собачка выполнена в виде Т-образной плоской фигуры с запрессованной осью и установлена в нижней части корпуса, между опорными поверхностями контактной платы и собачки установлены ролики каретки, выполненной в виде плоской П-образной скобы и закрепленной во внутреннем пазу кнопки.