ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УНИВЕРСАЛЬНОЕ КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2003 года по МПК H01H27/00 H01H11/00 

Изобретение относится к электрическому универсальному коммутационному устройству, выполненному в виде переключателя или клавишного переключателя, содержащему нижнее основание, размещенное в корпусе, и верхнее основание, соединенное с нижним основанием. В нижнем основании размещены коммутационные и контактные гребенки, в которые уложены коммутирующие и контактные элементы для образования токопроводящих цепей для всех известных вариантов коммутации.

В настоящее время известны включатели и выключатели или переключатели для включения и выключения, или коммутаторы, реализующие все известные варианты коммутации. Для каждого соответствующего варианта коммутации изготавливается и предлагается отдельный коммутатор. Это требует больших затрат при проведении значительных по объему электромонтажных работ в процессе строительства жилого фонда, частных домов и учреждений, поскольку в соответствии с требующейся инфраструктурой должно быть выполнено большое число различных вариантов коммутационных соединений, для которых, в свою очередь, необходимы различные коммутаторы. Подобное разнообразие коммутаторов требует дополнительных затрат на хранение на складе, а также в процессе монтажа ввиду того, что всегда необходимо иметь в распоряжении большое число различных коммутаторов.

В настоящее время известны коммутаторы для всех вариантов коммутационных соединений, причем каждый коммутатор предназначен для соответствующего варианта соединения. Как правило, эти коммутаторы содержат в зависимости от схемы осуществляемого соединения две или три коммутационные гребенки. При этом внутри коммутационных гребенок должны быть определенные размеры, а также должна быть обеспечена симметрия внутри основания коммутатора и соответственно определены воздушные зазоры и утечки. Предписания относительно электрического и геометрического устройства коммутаторов записаны в инструкциях Общества немецких электротехников и Комиссии по международному праву.

По общему правилу, указанные коммутаторы снабжены центральным рычагом управления, который перемещается для образования токопроводящей цепи (см., например, патент ЕР 0593079).

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания электрического универсального коммутационного устройства, которое в одном электрическом блоке реализует все основные варианты коммутации, такие как однополюсное отключение, однополюсное отключение со световой индикацией, контрольное однополюсное отключение, двухполюсное отключение, двухполюсное отключение со световой индикацией, двухполюсное контрольное отключение, переменная, переменная со световой индикацией, контрольная переменная, двойная переменная, двойная переменная со световой индикацией, последовательное включение, последовательное включение со световой индикацией, а также вспомогательные функции, такие, например, как освещение коммутатора, при этом выбор соответствующего требующегося варианта коммутации может быть произведен извне простым способом.

Эта задача решается согласно изобретению с помощью электрического универсального коммутационного устройства, которое включает почти все известные варианты коммутации, приведенные выше, причем выбор желаемого варианта коммутации осуществляется посредством комбинации определенных входных отверстий и определенных выходных отверстий, которые затем электрически соединяются, с помощью селекторных элементов, приводимых в действие извне.

В качестве возможных вариантов коммутации, внутри коммутационных и контактных гребенок в нижнем основании размещены и подключены варианты коммутационных соединений - однополюсное отключение, однополюсное отключение со световой индикацией, двухполюсное отключение, контрольное однополюсное отключение, контрольное двухполюсное отключение, контрольное двухполюсное отключение со световой индикацией в двух вариантах соединения, переменная, переменная со световой индикацией, контрольная переменная, двойная переменная, двойная переменная со световой индикацией, последовательное включение, последовательное включение со световой индикацией, причем для каждого варианта коммутации предназначены определенные входы и выходы в нижнем и верхнем основаниях.

Вариант коммутации, подлежащий реализации, определяется с помощью, по меньшей мере, одного селекторного элемента. Коммутирующие и контактные элементы внутри коммутационных и контактных гребенок, служащие для создания токовых цепей, содержат при этом составной рычаг управления.

Селекторные элементы выполнены в виде подвижных элементов и во время перемещения внутри основания закрывают или открывают входные или выходные отверстия на фронтальных поверхностях нижнего и верхнего основания.

В процессе перемещения внутри основания селекторные элементы одновременно с выбором и определением варианта коммутации, подлежащего реализации, открывают входные и выходные отверстия в нижнем и верхнем основаниях, соответствующие выбранному варианту коммутации, и закрывают все другие входные и выходные отверстия.

Преимущество подобной конструкции состоит в том, что она исключает неправильное электрическое подключение коммутационного устройства, поскольку доступны только выбранные входы и выходы.

Подвижные селекторные элементы, с помощью которых выбираются варианты коммутации, размещены между нижним и верхним основаниями с возможностью перемещения так, что они скользят внутри вдоль фронтальных поверхностей основания, причем в них имеются отверстия, которые совмещаются с отверстиями на фронтальных поверхностях основания и закрывают или освобождают выбранные отверстия.

Подвижные селекторные элементы, с помощью которых выбираются различные варианты коммутационных соединений, могут быть выполнены с возможностью перемещения как относительно входных и выходных отверстий, так и по отношению друг к другу. Селекторные элементы в их простейшем виде могут быть выполнены в виде уголковых профилей, охватывающих в форме треугольника фронтальную поверхность и участки поверхности коммутационных и контактных гребенок, причем на участке, скользящем вдоль фронтальной поверхности, имеются отверстия, а участок селекторного элемента, скользящий поверх коммутационных и контактных гребенок, проходит через верхнее основание с образованием селекторного рычага.

Для устойчивости селекторные элементы могут быть выполнены также в виде U-профиля, причем наибольший U-профиль, закрывающий одновременно входные и выходные отверстия, может быть выполнен так же, как меньшие селекторные элементы в форме U-профиля, которые создают опору для устойчивости внутри коммутационных и контактных гребенок.

Селекторные элементы могут перемещаться внутри основания между конечными положениями, причем неподвижным базовым точкам отсчета соответствуют определенные варианты коммутации.

Селекторные элементы на пути движения внутри основания могут проходить через верхнее и/или нижнее основание с образованием селекторного рычага, так что движение селекторных элементов регулируется и изменяется снаружи поверхностью или фронтальной поверхностью основания.

Селекторный элемент, размещенный подвижно в основании, выполнен так, что он согласно выбранному варианту коммутации в определенной точке движения одновременно открывает входные отверстия в основании, предназначенные для соответствующего варианта коммутации, и соответственно закрывает все прочие не требующиеся входные отверстия. Тем самым исключается возможность неправильного подключения.

Для приведения в действие селекторного элемента, который в его простейшем виде может быть выполнен в виде плоского сдвигающегося или скользящего элемента по типу рамки, селекторный элемент содержит селекторный рычаг или рукоятку, которая проходит через паз в верхнем основании и перемещается в нем, причем этот паз ограничивается концевыми элементами или ограничительными элементами.

Внутри коммутационных и контактных гребенок в основании размещены коммутирующие и контактные элементы для образования токопроводящих цепей согласно выбранным вариантам коммутации с помощью рычага управления, который входит в контакт с коммутирующими и контактными элементами для протекания тока. Согласно изобретению рычаг содержит несколько частей, преимущественно две.

Эти части рычага управления согласно изобретению находятся уже не в центре на верхнем основании, а каждый помещен в отдельную коммутационную или контактную гребенку. Т.е. универсальное коммутационное устройство согласно изобретению содержит не один рычаг управления, а несколько, которые помещены в отделенные друг от друга контактные гребенки. Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения две части рычага управления размещены во внешних гребенках, при этом универсальное коммутационное устройство содержит четыре коммутационных или контактных гребенки. Происходит смещение элементов, осуществляющих контакт, из центральной части во внешние гребенки.

Верхнее основание выполнено так, что по выбору может быть реализована функция коммутатора и функция клавишного переключателя. При смещении рычагов управления во внешние гребенки может быть реализовано значительное преимущество разделения функций на верхнем основании. Может быть получено разделение функций с правой и левой сторон коммутационного устройства, причем, например, с одной стороны может быть выполнен клавишный переключатель, а с другой стороны - рычаг, т.е. переключатель. Помимо этих основных функций, могут быть реализованы вспомогательные функции, такие, как освещение (подсветка).

В дальнейшем изобретение поясняется описанием двух конкретных вариантов его выполнения со ссылками на чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает универсальное коммутационное устройство со всеми вариантами коммутации, состоящее из верхнего основания, нижнего основания и коммутационных и контактных гребенок;
фиг. 2 изображает универсальное коммутационное устройство с селекторным элементом, причем все входные отверстия открыты;
фиг. 3 изображает универсальное коммутационное устройство с селекторным элементом, причем два входа открыты, а все последующие входы закрыты;
фиг.4 изображает вариант последовательной коммутации.

На фиг.1 схематично изображено универсальное коммутационное устройство с нижним основанием 1, верхним основанием 2, а также подвижным селекторным элементом 3, проходящим через верхнее основание при выполнении подключения, с рычагами управления 4, приводные элементы которых размещены на верхнем основании 2, и контактными гребенками 7, которые разделены на четыре, а именно 7a-7d. Изображены также коммутирующие и контактные элементы 8а и 8b внешних рычагов управления в гребенках 7а и 7d.

На фиг.2 изображено универсальное коммутационное устройство с нижним основанием 1, верхним основанием 2, а также селекторным элементом 3. Селекторный элемент 3 выполнен в виде подвижного сдвигающегося элемента, который может перемещаться по фронтальной поверхности, т.е. по бокам со стороны входа нижнего основания между нижним основанием 1 и верхним основанием 2 параллельно фронтальной поверхности, причем при движении селекторный элемент открывает или закрывает входные отверстия 5 в зависимости от выбора варианта коммутации, подлежащего реализации. На фиг.2 видно только вспомогательное средство перемещения селекторного элемента 3, которое выступает из паза на верхнем основании 2. Селекторный элемент может перемещаться параллельно к наружной кромке 9 внутри этого паза в верхнем основании 2.

Со стороны входа на нижнем основании 1, а также с торца на верхнем основании 2 предусмотрено восемь входов 5, причем верхнее основание 2 со стороны входа в нижнее основание 1 должно иметь дополнительные входные отверстия 5, когда по бокам фронтальные поверхности оснований перекрываются. В положении, изображенном на фиг.2, сверху входных отверстий 5 (если пронумеровать их слева направо, получатся входные отверстия 5Е3 и 5Е4), селекторный элемент 3 освобождает все входные отверстия 5 в нижнем основании 1.

На фиг. 3 изображено универсальное коммутационное устройство с нижним основанием 1, верхним основанием 2 и подвижным селекторным элементом 3 по типу сдвигающегося элемента, причем селекторный элемент 3, служащий для выбора варианта коммутации, проходит через верхнее основание 2. С помощью рукоятки, выступающей из верхнего основания 2, селекторный элемент 3 может перемещаться. Со стороны входа предусмотрено восемь входных отверстий 5. Посредством установления селекторного элемента 3 сверху нижнего входного отверстия, третьего по счету при подсчете слева направо, открываются входы 5а, т.е. нижние входы 5Е2 и 5Е3. Все прочие верхние и нижние входы закрыты.

На фиг. 4а-4d изображен вариант последовательной коммутации. На фиг.4а изображено верхнее основание 2, размещенное на нижнем основании 1. Подвижный селекторный элемент 3 находится справа внутри дорожки 10.

Входное отверстие 5Е3 закрыто.

На фиг. 4b изображено нижнее основание 1 с входами и выходами, соответствующими варианту коммутации - последовательное включение (вид сверху).

На фиг. 4с изображено верхнее основание 2 с селекторным элементом 3, установленным в правой позиции (вид сверху), а также входами и выходами, соответствующими варианту коммутации.

На фиг.4d изображено универсальное коммутационное устройство со стороны выходов. Для реализации варианта коммутации - последовательное включение - выходы 6А2 и 6А6 закрываются.

На фиг.4b изображены коммутирующие и контактные элементы 8а, 8b рычагов управления, разделенных на несколько частей. Позиция 11 обозначает вспомогательную функцию освещения, предусмотренную для последовательного включения.

Изобретение относится к области электротехники. Универсальное коммутационное устройство содержит верхнее основание и нижнее основание, а также приводимый в действие извне подвижный селекторный элемент и четыре коммутационные и контактные гребенки. Варианты коммутации, подлежащие реализации, выбираются посредством перемещения подвижного селекторного элемента в определенную позицию между конечными положениями, причем определенным точкам на пути его движения соответствуют конкретные варианты коммутации. При перемещении селекторный элемент открывает и закрывает входные и/или выходные отверстия основания, предназначенные для соответствующих вариантов коммутации. Технический результат: упрощение конструкции и способа выбора варианта коммутации. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Электрическое универсальное коммутационное устройство, выполненное в виде переключателя или клавишного переключателя, содержащее верхнее основание, размещенное в корпусе, и нижнее основание, в котором размещены коммутационные и контактные гребенки, а также входные и выходные отверстия, в которые вводятся коммутирующие и контактные элементы для образования токопроводящих цепей, а также рычаг управления, отличающееся тем, что в нижнем основании (1) внутри коммутационных и контактных гребенок (7) размещены и подключены токопроводящие цепи, обеспечивающие следующие варианты коммутации: однополюсное отключение, однополюсное отключение со световой индикацией, двухполюсное отключение, контрольное однополюсное отключение, контрольное двухполюсное отключение, двухполюсное отключение со световой индикацией в двух вариантах коммутации, переменная коммутация со световой индикацией, контрольная переменная коммутация, двойная переменная коммутация, двойная переменная коммутация со световой индикацией, последовательная коммутация, последовательная коммутация со световой индикацией и коммутация, реализующая функцию клавишного переключателя, причем для каждого варианта коммутации предназначены определенные входные и выходные отверстия (5, 6) в нижнем основании (1) и верхнем основании (2), а для выбора варианта коммутации, подлежащего реализации, предусмотрены селекторные элементы, выполненные в виде подвижного элемента, который открывает или закрывает входные или выходные отверстия (5, 6) нижнего основания (1) и верхнего основания (2), при этом коммутирующие и контактные элементы (8а, 8b) входят в контакт с выполненным составным рычагом (4) управления для реализации токопроводящей цепи. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при выборе и определении с помощью подвижных селекторных элементов (3) варианта коммутации, подлежащего реализации, одновременно открываются входные отверстия (5) и выходные отверстия (6) в нижнем основании (1) и верхнем основании (2), предназначенные для данного варианта, и закрываются все остальные входные отверстия (5) и выходные отверстия (6). 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что подвижные селекторные элементы (3), предназначенные для выбора вариантов коммутации, размещены между нижним основанием (1) и верхним основанием (2) и содержат отверстия, причем селекторные элементы (3) по их положению относительно входных и/или выходных отверстий (5, 6) в нижнем основании (1) и верхнем основании (2) перемещаются так, что они закрывают или освобождают выбранные входные или выходные отверстия (5, 6). 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что селекторные элементы (3), предназначенные для выбора вариантов коммутации и способные перемещаться между верхним основанием (1) и нижним основанием (2), выполнены подвижно с возможностью сдвига относительно входных и/или выходных отверстий (5, 6), а также по отношению друг к другу. 5. Устройство по одному из пп. 1-4, отличающееся тем, что подвижные селекторные элементы (3) выполнены с возможностью перемещения независимо друг от друга и относительно входных отверстий (5) и/или выходных отверстий (6) в нижнем основании (1) или верхнем основании (2) между конечными положениями, причем неподвижным базовым точкам на пути движения соответствуют определенные варианты коммутации. 6. Устройство по одному из пп. 1-5, отличающееся тем, что подвижные селекторные элементы (3) проходят через верхнее основание (2) и/или нижнее основание (1) так, что траектория селекторных элементов устанавливается и изменяется снаружи поверхностью верхнего основания (2). 7. Устройство по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что верхнее основание (2) выполнено так, что оно по выбору выполняет функцию переключателя и/или клавишного переключателя. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подвижные селекторные элементы (3) выполнены в виде скользящих элементов U-образного профиля с, по меньшей мере, двумя направляющими для устойчивости. 9. Устройство по одному из пп. 1-8, отличающееся тем, что рычаг (4) управления выполнен, по меньшей мере, из двух элементов и каждый составляющий элемент (4а, 4b) рычага помещен в отдельную коммутационную и контактную гребенку (7). 10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что содержит четыре коммутационных и контактных гребенки (7а, 7b, 7с, 7d), причем элементы (4а, 4b) рычага управления размещены во внешних коммутационных и контактных гребенках (7а, 7b).