СИЛОВОЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 2009 года по МПК H01H3/30 H01H3/42 

Изобретение относится к силовому выключателю с, по меньшей мере, одним полюсным устройством, которое содержит подвижный контакт, установленным поворотно двуплечим рычагом для размыкания и замыкания подвижного контакта, включающим энергоаккумулятором, а также с дисковым кулачком, который связан с включающим энергоаккумулятором и через приводное звено с первым концом рычага, причем второй конец рычага соединен с подвижной контакт-деталью полюсного устройства, и, по меньшей мере, одним выключающим энергоаккумулятором.

Подобный силовой выключатель известен из DE 4138333 С2. В этом выключателе поворотно установленный двуплечий рычаг содержит на первом конце, обращенном к кулачковому элементу/дисковому кулачку, приводное звено в форме поворотно установленного ролика, который взаимодействует с кулачковым элементом, причем кулачковый элемент приводится во вращение с помощью энергии, накопленной в пружинном элементе, в качестве энергоаккумулятора. Подвижный контакт относительно неподвижного контакта расположен подвижно посредством второго конца поворотно установленного двуплечего рычага между разомкнутым состоянием и замкнутым состоянием выключателя. Устройство из пружинного элемента и кулачкового элемента при этом расположено качающимся на подвижном опорном устройстве, причем предусмотрено устройство блокировки для стопорения и освобождения подвижного опорного устройства. С двуплечим рычагом на его первом конце соединены средства выключающего энергоаккумулятора, которые в процессе включения принимают энергию, которая применяется для выключения выключателя. Такое устройство имеет сложную и дорогую конструкцию, так как, например, для размыкания подвижного контакта установленные с возможностью вращения опорные элементы должны поворачиваться с расположенными на них кулачковыми элементами, чтобы позволить разъединение контактов. Такая конструкция, в частности, занимает особенно большой объем.

Задачей настоящего изобретения является, выполнение силового выключателя упомянутого вначале вида, который имеет простую и компактную конструкцию.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что приводное звено является управляемым за счет дискового кулачка, поворотно установленным включающим валом, который соединен с первым концом двуплечего рычага через выключающий энергоаккумулятор. При таком расположении энергия включающего энергоаккумулятора через включающий вал в качестве приводного звена и выключающий энергоаккумулятор передается на рычаг для замыкания подвижного контакта, за счет чего является возможной компактная конструкция.

В предпочтительной форме выполнения в многополюсном полюсном устройстве включающий вал простирается через все полюсное устройство и содержит для каждого подвижного контакта захват, на котором шарнирно расположен первый конец соответствующего выключающего энергоаккумулятора. Предпочтительным в случае подобного включающего вала является то, что за счет соответствующего захвата в многополюсном полюсном устройстве, например в трехполюсном силовом выключателе, энергия включающего энергоаккумулятора является передаваемой через включающий вал на соответствующий подвижный контакт, так что обеспечен синхронный режим работы всего полюсного устройства без сложного крепления для поперечной штанги.

В следующей форме выполнения изобретения выключающий энергоаккумулятор на втором конце шарнирно соединен с первым концом двуплечего рычага. Шарнирное расположение выключающего энергоаккумулятора между включающим валом и двуплечим рычагом делает возможным то, что выключающий энергоаккумулятор в своем заряженном состоянии находится почти в положении растяжения относительно линии между осью вращения включающего вала и вторым концом выключающего энергоаккумулятора. За счет этого на включающий вал оказывается только малый вращающий момент, так что он может фиксироваться простым образом, причем оказываемый выключающим энергоаккумулятором вращающий момент является достаточным, чтобы разъединить контакты при освобожденной фиксации включающего вала.

В целесообразной форме дальнейшего развития выключающий энергоаккумулятор содержит пружинный элемент. Подобный выключающий энергоаккумулятор при соответствующем изобретению расположении позволяет простое затяжение выключающего энергоаккумулятора во время процесса включения.

В предпочтительной форме выполнения включающий энергоаккумулятор содержит пружинный элемент, который на первом конце опирается на детали корпуса и на втором конце связан через затяжной вал с дисковым кулачком. Такое расположение, во-первых, делает возможным простую передачу энергии включающего энергоаккумулятора посредством дискового кулачка на рычаг, во-вторых, через соединенный с затяжным валом приводной блок простым образом может подаваться энергия.

В предпочтительной форме выполнения включающий энергоаккумулятор закреплен на первом конце и на втором конце соединен с эксцентриком затяжного устройства, с которым взаимодействуют ограничивающие обратный ход средства, и средства содержат расположенный на первом конце включающего энергоаккумулятора храповой механизм. Такое устройство является предпочтительным образом простым, экономичным относительно расходов и одновременно имеет малый износ, поскольку движение обратного хода включающего энергоаккумулятора ограничивается или соответственно предотвращается единственно за счет храпового механизма, расположенного на первом конце включающего энергоаккумулятора.

В целесообразной форме дальнейшего развития средства содержат расцепляющую храповой механизм направляющую деталь, с помощью которой первый конец включающего энергоаккумулятора подвижно установлен на неподвижной оси посредством выполненного в направляющей детали удлиненного отверстия и которая соединена со вторым концом включающего энергоаккумулятора. Предпочтительным при таком расположении является то, что вследствие установленного эксцентрически второго конца включающего энергоаккумулятора и установленной в удлиненном отверстии направляющей детали траектория движения направляющей детали относительно ее свободного конца во время процесса включения отличается от траектории движения после процесса включения, так что с храповым механизмом, с одной стороны, происходит затяжение включающего энергоаккумулятора и, с другой стороны, ограничивается обратный ход.

В предпочтительной форме выполнения храповой механизм содержит поворотно подвижную между первым и вторым положением вокруг неподвижной оси защелку, на которую воздействует пружинный элемент. С такой защелкой храповой механизм может иметь простую конструкцию.

В предпочтительной форме выполнения неподвижная ось и пружинный элемент удерживаются на крепежном элементе. При таком расположении защелка посредством пружинного элемента может простым образом качаться вокруг оси между своим первым и своим вторым положением.

В целесообразной форме выполнения на направляющей детали предусмотрен упорный элемент, который взаимодействует с затяжной выемкой на защелке. С помощью расположения упорного элемента на направляющей детали и взаимодействия с затяжной выемкой реализуется простая возможность для отклонения защелки из ее первого в ее второе положение.

В следующей форме дальнейшего развития защелка имеет выемку арретирования. При обратном ходе включающего энергоаккумулятора после процесса включения упорный элемент заходит в выемку арретирования, так что ограничение обратного хода выполнено простым и эффективным образом.

В дальнейшей предпочтительной форме выполнения в затяжном устройстве для включающего энергоаккумулятора вращающийся посредством приводного колеса затяжной вал для затяжения включающего энергоаккумулятора жестко соединен с эксцентриком и с дисковым кулачком и содержит спусковой упор, причем приводное колесо связано с затяжным валом через узел сцепления и узел сцепления является храповым устройством. За счет подобного храпового устройства создано затяжное устройство, которое относительно его узла сцепления предпочтительным образом выполнено простым и одновременно экономичным относительно расходов, поскольку храповое устройство обходится сравнительно малым числом конструктивных элементов. При этом единственно за счет храпового устройства предотвращается то, что из-за дальнейшего воздействия на приводное колесо после процесса затяжения имеет место неправильная нагрузка затяжного устройства.

В предпочтительной форме выполнения храповое устройство содержит защелку, расположенную с возможностью вращения на приводном колесе, и для управления защелкой предусмотрен неподвижный упорный элемент. Предпочтительным в таком устройстве является то, что единственно за счет поворотного расположения защелки и неподвижного упорного элемента становится возможным управление защелкой и тем самым расцепление приводного колеса от затяжного вала.

В предпочтительной форме выполнения неподвижный упорный элемент расположен таким образом, что при затянутом включающем энергоаккумуляторе защелка освобождает затяжной вал. Такое расположение предлагает простую возможность для расцепления затяжного вала от привода после процесса затяжения при затянутом включающем энергоаккумуляторе.

В другой предпочтительной форме выполнения храповое устройство содержит жестко связанный с затяжным валом и взаимодействующий с защелкой захват. Расположение такого захвата является простой и целесообразной возможностью связывать друг с другом приводное колесо и затяжной вал посредством защелки, чтобы выполнять процесс затяжения.

Храповое устройство относительно его свободного конца может направляться различным образом, например с помощью неподвижной направляющей. В предпочтительной форме дальнейшего развития храповое устройство содержит пружинный элемент. За счет предусматривания пружинного элемента обеспечено то, что защелка во время процесса затяжения удерживается в положении, взаимодействующим с захватом.

В дальнейшей предпочтительной форме выполнения изобретения на приводном колесе предусмотрен позиционный штифт. Предусматривание подобного позиционного штифта ограничивает предпочтительным образом вращение поворотно установленной защелки посредством силы, передаваемой пружинным элементом, в результате чего предотвращается износ защелки из-за скользящего движения на затяжном валу во время вращения для подготовки процесса затяжения силового выключателя.

В дальнейшей предпочтительной форме выполнения изобретения предусмотрен механизм блокировки для предотвращения разряда включающего энергоаккумулятора с клавишным выключателем, который в положении деблокировки механизма блокировки посредством элемента передачи силы связан через геометрическое замыкание со спусковым устройством разряда для разряда включающего энергоаккумулятора, так что действующее на клавишный выключатель включающее движение является вводимым через элемент передачи силы в спусковое устройство разряда для разряжения включающего энергоаккумулятора, причем элемент передачи силы соединен со средствами прерывания геометрического замыкания, которые выполнены с возможностью перевода механизма блокировки в положение блокировки, в котором геометрическое замыкание устранено, причем клавишный выключатель и элемент передачи силы в положении деблокировки направлены подвижно в общем продольном направлении, так что толкающее движение клавишного выключателя через продольное перемещение элемента передачи силы является вводимым во включающее спусковое устройство, причем элемент передачи силы установлен качающимся так, что в положении блокировки направление движения элемента передачи силы ориентировано под углом к толкающему движению клавишного выключателя, причем средства прерывания геометрического замыкания связаны с приводным валом выключателя и/или с вспомогательным выключателем.

Предпочтительным образом элемент передачи силы не направляется продольно подвижно, а с помощью ввода вращательного движения является надежно удаляемым из геометрического замыкания между клавишным выключателем и спусковым устройством разряда. Кроме того, избегаются большие движения прямого хода, так что механизм блокировки является как надежным, так и компактным.

В предпочтительной форме выполнения средства прерывания геометрического замыкания содержат соединенный шарнирно с неподвижной осью вращения коленчатый рычаг, который связан с возвратной пружиной на возвратной опоре и посредством качающегося рычага с элементом передачи силы на соединительной опоре. Согласно этой целесообразной форме дальнейшего развития движение для качания элемента передачи силы вводится через коленчатый рычаг, за счет чего в распоряжение предоставлен многофункциональный и одновременно компактный механизм блокировки.

Согласно целесообразной относительно этого форме дальнейшего развития коленчатый рычаг посредством рычажной кинематики связан с включающим валом вспомогательного выключателя так, что, когда вспомогательный выключатель находится в разомкнутом положении, коленчатый рычаг повернут против действия силы натяжения возвратной пружины, и элемент передачи силы переведен из положения деблокировки в положение блокировки. Таким образом, вспомогательный выключатель может связываться с механизмом блокировки так, что, когда вспомогательный выключатель находится в разомкнутом положении, разряд включающего энергоаккумулятора и тем самым подключение выключателя, который является, например, силовым выключателем, делается невозможным. Связь между элементом передачи силы и вспомогательным выключателем происходит через целесообразную рычажную кинематику и через уже описанный коленчатый рычаг. При этом элемент передачи силы механически связан с приводной осью вспомогательного выключателя. Нежелательное срабатывание выключателя, как, например, силового выключателя, при разомкнутом, то есть находящемся в положении размыкания вспомогательном выключателе, который выполнен, например, в виде разъединителя, таким образом, исключается.

Согласно предпочтительной форме дальнейшего развития изобретения коленчатый рычаг посредством рычажной кинематики связан с блокировкой выдвижения выдвижного блока так, что, если выключатель на выдвижном блоке сдвинут из коммутационного положения, коленчатый рычаг является откинутым против действия силы натяжения возвратной пружины и элемент передачи силы является переведенным из положения деблокировки в положение блокировки. Согласно этой форме дальнейшего развития изобретения рычажная кинематика связана с блокировкой выдвижного блока. Смещение выключателя на выдвижном блоке имеет однако, в частности, в случае выключателей с воздушной изоляцией одинаковое действие, как и отдельный вспомогательный выключатель, так что смещение на направляющей выдвижного блока приравнивается здесь к открытию контактов вспомогательного выключателя и тем самым к связи с вспомогательным выключателем. При смещении выключателя, например, неподвижно связанные с выключателем контакты отделяются от контактов, которые смонтированы неподвижно на распределительном устройстве. При этом выключатель посредством выдвижного блока установлен подвижно в распределительном устройстве.

Согласно следующей целесообразной форме дальнейшего развития коленчатый рычаг имеет ведущий палец, который проходит в удлиненном отверстии приводного рычага, причем приводной рычаг на своем обращенном от удлиненного отверстия конце закреплен на кулачковом элементе включающего вала силового выключателя, так что в положение включения включающего вала коленчатый рычаг повернут при устранении геометрического замыкания между клавишным выключателем и спусковым устройством разряда. Согласно этой предпочтительной форме дальнейшего развития коленчатый рычаг и тем самым элемент передачи силы может быть связанным с положением включающего вала силового выключателя, так что разряд включающего энергоаккумулятора сделан невозможным, если контакты выключателя уже находятся в коммутационном положении. В таком случае вызываются включения на холостой ход, причем энергия включающего энергоаккумулятора больше не переходит в кинетическую энергию коммутационной механики. Коммутационная механика за счет этих включений на холостой ход однако подвергается сильной нагрузке. Само собой разумеется, возможно также, что коленчатый рычаг является связанным как через приводной рычаг с включающим валом выключателя или силового выключателя, так и через целесообразную рычажную кинематику с вспомогательным выключателем и/или разъединителем или, однако, с блокировкой выдвижного блока. Понятие разъединителя в таком случае охватывает также множество включенных последовательно отдельных разъединителей. Удлиненное отверстие приводного рычага служит для механического разъединения блокировки, которая вызывается вспомогательным выключателем, и блокировки, которая вызывается за счет контактного положения включающего вала.

В целесообразной форме выполнения механизм блокировки, который является переключаемым между положением блокировки, в котором вызывание процесса включения при контактировании контактов силового выключателя препятствуется, и положением деблокировки, в котором вызывание процесса включения сделано возможным, связан с индикатором готовности к включению, и индикатор готовности к включению расположен на силовом выключателе с возможностью визуального восприятия. За счет непосредственно расположенного на силовом выключателе индикатора готовности к включению обслуживающий персонал может считывать состояние силового выключателя непосредственно на силовом выключателе. До сих пор такая индикация готовности производилась на выдвижном блоке силового выключателя с тем недостатком, что состояние силового выключателя опрашивалось только косвенно через выдвижной блок силового выключателя. Предпочтительным является также то, что отпадает дополнительная механика для индикатора на выдвижном блоке силового выключателя.

В предпочтительной форме выполнения индикатор готовности к включению является механическим. Такой механический индикатор готовности к включению является связываемым простым образом с механизмом блокировки.

В следующей предпочтительной форме выполнения индикатор готовности к включению реализован оптическим. Оптический индикатор готовности к включению является предпочтительной возможностью для визуального восприятия состояния силового выключателя.

Изобретение в последующем описывается более подробно на основе примеров выполнения со ссылкой на Фигуры чертежа.

При этом показывают:

Фигура 1 - схематическое представление соответствующего изобретению силового выключателя в первом положении;

Фигура 2 - схематическое представление соответствующего изобретению силового выключателя во втором положении;

Фигура 3 - схематическое представление устройства включающего энергоаккумулятора в первом положении;

Фигура 4 - схематическое представление устройства включающего энергоаккумулятора во втором положении;

Фигура 5 - схематическое представление устройства включающего энергоаккумулятора в третьем положении;

Фигура 6 - схематическое представление устройства включающего энергоаккумулятора в четвертом положении;

Фигура 7 - схематическое представление устройства включающего энергоаккумулятора в пятом положении;

Фигура 8 - схематический вид сбоку затяжного устройства;

Фигура 9 - вид спереди затяжного устройства с Фигуры 8 в первом положении во время процесса затяжения;

Фигура 10 - вид спереди затяжного устройства во втором положении;

Фигура 11 - показывает схематическое представление примера выполнения механизма блокировки в положении деблокировки;

Фигура 12 - механизм блокировки согласно Фигуре 11 в положении блокировки; и

Фигура 13 - механизм блокировки согласно Фигуре 11 в следующем положении блокировки.

Фигура 1 показывает схематическое представление соответствующего изобретению силового выключателя 1. Силовой выключатель 1 содержит включающий энергоаккумулятор 2, который расположен на крепежной детали 3 силового выключателя 1. Включающий энергоаккумулятор 2 соединен посредством шарнирного соединения на эксцентрике 4 через затяжной вал 5 с дисковым кулачком 6. Дисковый кулачок 6 установлен поворотно вокруг оси вращения и лежит своей внешней поверхностью 8 на кулачковом элементе 9 включающего вала 10. Включающий вал 10 установлен поворотно вокруг оси вращения и содержит второй захват 12, который шарнирно соединен с первым концом 13 выключающего энергоаккумулятора 14. Второй конец 15 выключающего энергоаккумулятора 14 соединен с двуплечим рычагом 17, на первом конце 18 которого шарнирно присоединен выключающий энергоаккумулятор 14, и который установлен подвижно вокруг оси вращения 19. Второй конец 20 двуплечего рычага 17 соединен шарнирно с полюсным устройством 21. Полюсное устройство 21 содержит первый подвижный контакт 22, который шарнирно соединен со вторым концом 20 двуплечего рычага 17, а также второй контакт 23, который расположен неподвижно.

На Фигуре 1 силовой выключатель 1 представлен в выключенном положении. Включающий энергоаккумулятор 2 находится в положении, в котором накоплена энергия для вызывания процесса коммутации. В этом положении включающего энергоаккумулятора 2 дисковый кулачок 6 прилегает к кулачковому элементу 9 включающего вала 10, причем выключающий энергоаккумулятор 14 является разряженным и двуплечий рычаг 17 находится в положении, в котором первая контакт-деталь 22 отделена от второго контакта 23.

Фигура 2 показывает силовой выключатель в замкнутом коммутационном положении, в котором первый контакт 22 и второй контакт 23 находятся в соединении друг с другом. За счет срабатывания непредставленного спускового механизма включающий энергоаккумулятор 2 передает энергию посредством эксцентрика 4 и зажимного вала 5 на дисковый кулачок 6, который выполняет поворот в направлении против часовой стрелки вокруг оси вращения 7. При вращении дискового кулачка 6 через кулачковый элемент 9 включающий вал 10 приводится к вращению в направлении против часовой стрелки вокруг своей оси вращения 11. Вращение включающего вала 10 приводит к движению захвата 12 в направлении против часовой стрелки, за счет чего шарнирно соединенный с выключающим энергоаккумулятором 14 двуплечий рычаг 17 также вращается в направлении против часовой стрелки вокруг своей оси вращения 19. При этом первый конец 18 двуплечего рычага 17 смещается вниз, а второй конец 20 - вверх. За счет этого движения первая контакт-деталь 22 прижимается ко второй контакт-детали 23, контакт полюсного механизма 21 является замкнутым. Кроме того, при движении захвата 12 выключающий энергоаккумулятор 14 является напряженным. Фигура 2 показывает положение включенного силового выключателя 1, при котором кинематическая цепь из включающего вала 10 и выключающего энергоаккумулятора 14 является фиксированной почти в положении растяжения, то есть ось от первого конца 13 выключающего энергоаккумулятора 14 до второго конца 15 выключающего энергоаккумулятора 14 стоит под углом почти 180° относительно оси от захвата 12 до оси вращения 11 включающего вала 10.

За счет расположения кинематической цепи из включающего вала 10 и выключающего энергоаккумулятора 14 почти в положении растяжения на включающий вал 10 действует только малый, созданный выключающим энергоаккумулятором 14 вращающий момент, так что вал может фиксироваться с помощью простого, непредставленного храпового механизма в положении, представленном на Фигуре 2.

При фиксированном включающем вале 10 посредством приводного устройства, которое через передачу соединено с затяжным валом 5 и тем самым с дисковым кулачком 6 и включающим энергоаккумулятором 2, может производиться повторный процесс затяжения для включающего энергоаккумулятора 2. С помощью привода дисковый кулачок 6 побуждается к дальнейшему вращению в направлении против часовой стрелки, причем внешняя поверхность 8 дискового кулачка 6 больше не соприкасается с кулачковым элементом 9 включающего вала 10. Включающий вал 10, который фиксирован с помощью храпового механизма, остается в положении Фигуры 2, так что контакт-детали 22 и 23 остаются в контакте друг с другом. Привод через соединение 5 одновременно вызывает затяжение включающего энергоаккумулятора 2.

Если храповой механизм для фиксации включающего вала расцепляется, то вращающий момент, созданный выключающим энергоаккумулятором 14, является достаточным, чтобы вращать не находящийся в соприкосновении с дисковым кулачком 6 включающий вал 10 в направлении по часовой стрелке вокруг своей оси вращения 11, причем за счет силы натяжения пружины выключающего энергоаккумулятора вызывается вращение двуплечего рычага 17 в направлении по часовой стрелке и первая контакт-деталь 22 отделяется от второй контакт-детали 23. Силовой выключатель 1 снова находится в положении, как представлено на Фигуре 1, с затянутым включающим энергоаккумулятором 2 и разомкнутыми контактами 22, 23.

Фигура 3 показывает устройство включающего энергоаккумулятора с пружинным элементом 2 в качестве включающего энергоаккумулятора 2, который на первом конце 24 посредством храпового устройства 25 соединен с крепежной деталью 3 и на втором конце 27 шарнирно соединен с эксцентриком 4. Эксцентрик 4, а также дисковый кулачок 6 расположены жестко на затяжном валу 5. Через первый конец 24 включающего энергоаккумулятора 2 проведена направляющая деталь 28 с удлиненным отверстием 29 и с упорным элементом 30. Направляющая деталь 28 жестко соединена со вторым концом 27 и посредством оси 31, которая проходит через удлиненное отверстие 29, установлена на крепежной детали 3. Храповое устройство 25 содержит также установленную поворотно на оси 31 защелку 32, а также пружину 33, которая закреплена на своем первом конце 34 на защелке 32, а на своем втором конце 35 на крепежной детали 3. Представленная штриховой линия 38 соответствует траектории движения второго конца 27 и представленная штриховой линия 39 соответствует траектории движения упорного элемента 30 в процессе коммутации или соответственно затяжения включающего энергоаккумулятора. Траектория движения 39 в результате кинематического расположения системы характеризуется тем, что при движении упорного элемента 30 от верхней к нижней мертвой точке включающего энергоаккумулятора описывается другая траектория, чем в противоположном движении, за счет чего становится возможным сцепление с защелкой 32.

На Фигуре 3 включающий энергоаккумулятор находится в затянутом состоянии, причем пружинный элемент находится под напряжением сжатия. Второй конец 27 находится на верхней точке возврата своей траектории движения 38, упорный элемент 30 находится вблизи верхней точки изгиба своей траектории 39, а ось 31 находится на нижнем упоре удлиненного отверстия 29 направляющей детали 28. Защелка 32 удерживается в первом положении за счет силы натяжения пружины 33.

Если вызывается процесс коммутации, то накопленная в включающем энергоаккумуляторе 2 энергия передается через эксцентрик 4 и затяжной вал 5 на дисковый кулачок 6 и тем самым на включающий вал 10. При этом второй конец 27 движется вдоль линии 38 в направлении против часовой стрелки и упорный элемент 30 на линии 39 в направлении по часовой стрелке.

Фигура 4 показывает включающий энергоаккумулятор 2 с храповым механизмом в положении сразу после вызывания процесса коммутации, причем включающий энергоаккумулятор 2 является частично разряженным. Энергия включающего энергоаккумулятора 2 приводит к вращению дискового кулачка 6 через затяжной вал 5 и тем самым к движению включающего вала 10. Второй конец 27 находится в положении - 9-часов на линии 38, в то время как упорный элемент 30 сместился вниз на линии 39. Ось 31 находится относительно удлиненного отверстия 29 вследствие движения соединенной со вторым концом 27 направляющей детали 28 в положении, близком ко второму концу удлиненного отверстия 29.

Фигура 5 показывает включающий энергоаккумулятор 2 в полностью разряженном состоянии, в котором второй конец 27 и упорный элемент 30 достигли нижних точек возврата соответствующих линий 38 и 39. В этом положении ось 31 находится на верхнем конце удлиненного отверстия 29. Упорный элемент 30 прилегает к защелке 32 в затяжной выемке 36. В этом положении упорный элемент 30 начинает двигать поворотно расположенную защелку 32 против силы натяжения пружины 33 от крепежной детали 3, причем пружина 33 затягивается.

Фигура 6 показывает положение включающего энергоаккумулятора 2 и храпового механизма непосредственно после процесса коммутации силового выключателя. Дисковый кулачок 6 не находится в соприкосновении с включающим валом 10, включающий вал 10 и тем самым контакты силового выключателя находятся в блокированном и включенном положении. Посредством энергии включающего энергоаккумулятора 2, частично превращенной в процессе коммутации в кинетическую энергию, дисковый кулачок 6 и эксцентрик 4 поворачиваются дальше за свои точки возврата, причем направляющая деталь 28 движется наверх и упорный элемент 30 покидает затяжную выемку 36 защелки 32. В этот момент защелка 32 под действием силы натяжения пружины 33 движется обратно в свое первое положение. За счет дальнейшего вращения эксцентрика 4 включающий энергоаккумулятор 2 частично затягивается, в результате чего включающий энергоаккумулятор 2 выполняет движение обратного хода. Это движение обратного хода ограничивается защелкой 32, возвращенной пружиной 33 в ее первое положение, как поясняется со ссылкой на Фигуру 7.

Фигура 7 показывает положение включающего энергоаккумулятора 2 и храпового механизма после процесса коммутации силового выключателя с фиксированным упорным элементом 30. Упорный элемент 30 входит в зацепление в выемку арретирования 37 защелки 32 и является фиксированным. За счет этого фиксирования надежно предотвращается дальнейший обратный ход включающего энергоаккумулятора 2. Тем самым силовой выключатель может сразу же снова выключаться, и производится новый процесс затяжения для включающего энергоаккумулятора.

Фигура 8 показывает соответствующее изобретению затяжное устройство для включающего энергоаккумулятора 2 в схематическом виде сбоку. Устройство содержит затяжной вал 5, на первом конце 40 которого расположен эксцентрик 4. На втором конце 41 затяжного вала 5 дисковый кулачок 6 жестко связан с затяжным валом 5. На детали корпуса 42 затяжного устройства, в которой установлен с возможностью вращения с помощью шарикоподшипников 42а, 42b затяжной вал 5, неподвижно расположен упорный элемент 43. С затяжным валом 5 жестко соединен захват 44, который взаимодействует через защелку 45 с приводным колесом 46. Защелка 45 при этом посредством пружинного элемента 47 расположена с возможностью вращения на приводном колесе 46. Приводное колесо 46 является последним приводным колесом непредставленной передачи, например червячной передачи, которая приводится в действие посредством ручного кривошипного или двигательного привода. На эксцентрике 4 шарнирно расположен включающий энергоаккумулятор 2. Спусковой упор 49 предусмотрен в качестве упора для затяжного устройства после процесса затяжения, причем спусковой упор может быть расцеплен с помощью описанного на Фигурах 11-13 механизма, чтобы при затянутом включающем энергоаккумуляторе 2 производить процесс коммутации силового выключателя.

Фигура 9 показывает вид спереди соответствующего изобретению затяжного устройства в положении во время процесса затяжения включающего энергоаккумулятора. Защелка 45 на своем конце 50 через контактную поверхность 51 находится в контакте с захватом 44. На конце 50 защелки 45 выполнен упор 52, который прилегает к позиционному штифту 53 на приводном колесе 46. За счет произведенного через привод поворота приводного колеса 46, через прилегающую на захвате 44 защелку 45 затяжной вал 5 и тем самым эксцентрик 4 приводятся во вращение в направлении часовой стрелки. За счет этого затягивается включающий энергоаккумулятор 2, установленный на эксцентрике 4. В изображении Фигуры 9 эксцентрик 4 находится в положении, в котором включающий энергоаккумулятор 2 находится при своем максимальном напряжении пружины сжатия. Для создания вращающего момента, необходимого для вызывания процесса коммутации, эксцентрик 4 должен поворачиваться дальше в положение, отклоняющееся от этого максимального положения растяжения на несколько градусов.

На Фигуре 10 представлено положение защелки 45 после полностью произведенного процесса затяжения включающего энергоаккумулятора 2. При вращении приводного колеса 46 в направлении по часовой стрелке защелка 45 приводится в контакт с упорным элементом 43, за счет чего вызывается вращение защелки 45 вокруг оси 48 в направлении против часовой стрелки, так что контактная поверхность 51 больше не прилегает к захвату 44, и защелка является отведенной от захвата 44. Затяжной вал 5 в этом положении является расцепленным от приводного колеса 46 и тем самым от привода. За счет дальнейшего вращения приводного колеса 46 тем самым на дисковый кулачок или эксцентрик больше не оказывается никакая сила.

В процессе включения спусковой упор 49 освобождается, так что накопленная во включающем энергоаккумуляторе 2 энергия расходуется для вращения соединенного с затяжным валом 5 дискового кулачка 6 и тем самым для замыкания подвижного контакта силового выключателя. При этом затяжной вал 5 и соединенные с ним детали вращаются в направлении стрелки 54 Фигуры 10, пока включающий энергоаккумулятор 2 полностью не расслабится. Приводное колесо 46 с защелкой 45 остается при этом в положении Фигуры 10. За счет этого при процессе коммутации на приводное колесо и привод не передается никакая энергия. Если после процесса коммутации выполняется новый процесс зажимания, то приводное колесо 46 через привод движется точно так же в направлении стрелки 54. Защелка при этом отклоняется дальше на упорном элементе 43 и движется вдоль него, пока за счет вращения приводного колеса 46 защелка 45 не будет снова в контакте с упорным элементом 46 и будет вращаться за счет оказываемой пружинным элементом 47 силы в направлении нажимного вала 5 до тех пор, пока защелка 45 прилегает к позиционному штифту 53. За счет позиционного штифта 53 предотвращается то, что защелка 45 во время дальнейшего движения вращения приводного колеса 46 прилегает к затяжному валу 5. За счет дальнейшего движения вращения защелка 45 попадает в контакт с захватом 44, так что приводное колесо 46 и затяжной вал 5 являются снова связанными, и включающий энергоаккумулятор 2 снова затягивается.

Фигура 11 показывает пример выполнения механизма блокировки 55 в схематическом представлении. Механизм блокировки 55 содержит клавишный выключатель 56, который своим штыревым продолжением 57 прилегает к элементу передачи энергии 58. Элемент передачи энергии 58 имеет направляющую раму 59, в которой подвижно направлен в линейном направлении движения сдвигающий элемент 60. Направляющая рама 59 закреплена подвижно вокруг неподвижной поворотной опоры 61 и соединена на опоре 62 с качающимся рычагом 63.

Элемент передачи силы 58 лежит в показанном на Фигуре 11 положении деблокировки своим продольно подвижным сдвигающим элементом на спусковом устройстве разряда 64, которое при приведении в действие, то есть при вводе толкающего движения в показанном стрелкой направлении в спусковое устройство разряда 64, освобождает блокировку не представленного на фигурах включающего энергоаккумулятора 2, за счет чего освобождается описанный со ссылкой на Фигуру 8 спусковой упор 49, так включающий энергоаккумулятор 2 разряжается.

Включающий энергоаккумулятор 2 в показанном примере выполнения механически связан с приводным валом 10 силового выключателя с Фигуры 1. Ввод вращательного движения во включающий вал 10 переводит контакты силового выключателя из коммутационного положения, в котором коммутационные контакты выключателя прилегают друг к другу, в разомкнутое положение, в котором контакты выключателя отделены друг от друга, или из разомкнутого положения в контактное положение, как уже описано со ссылкой на Фигуры 1 и 2.

Включающий вал 10 шарнирно соединен на кулачковом элементе 9 на опоре 66 с приводным качающимся рычагом 67. Приводной качающийся рычаг 67 имеет на своем конце, обращенном от опоры 66, удлиненное отверстие 68, в которое входит ведущий палец 69 коленчатого рычага 70, который является подвижным вокруг стационарной поворотной опоры 71. Коленчатый рычаг 70 шарнирно связан на своей опоре 72 с качающимся рычагом 63. На опоре 73 возвратной пружины коленчатый рычаг 70 далее связан с возвратной пружиной 74, которая в показанном положении удерживает ведущий палец 69 коленчатого рычага 70 на верхнем конце удлиненного отверстия 68. Верхнее ограничение удлиненного отверстия 68 образует тем самым некоторый вид контропоры.

Фигура 12 показывает механизм блокировки согласно Фигуре 11 в положении блокировки, в котором силовой выключатель сдвинут на выдвижном блоке при разъединении контактов разъединителя. В отличие от этого коленчатый рычаг 70 связан с приводным валом непоказанного отдельного разъединителя или вспомогательного выключателя. Само собой разумеется, также оба варианта вместе являются реализуемыми в рамках изобретения.

Введенное, например, для смещения выключателя на направляющей выдвижного блока необходимым образом движение вводится через не показанную на Фигуре 12 рычажную механику в коленчатый рычаг 70, который тогда движется в направлении, показанном стрелкой 75. Рычажная механика связана, например, с опорой 76 коленчатого рычага 70. Вследствие соединения коленчатого рычага 70 с элементом передачи силы 58 через качающийся рычаг 63 происходит поворот элемента передачи силы 58 в направлении, показанном стрелкой 77. Направление движения сдвигающего элемента 60 элемента передачи силы 58 ориентировано тем самым под углом к направлению движения клавишного выключателя 56, в котором проходит штифтовое продолжение 57 клавишного выключателя 56. Таким образом, включающее движение клавишного выключателя 56 не может больше передаваться на спусковое устройство разряда 64, так что разряд энергоаккумулятора 2 делается невозможным.

Фигура 13 показывает механизм блокировки согласно Фигуре 11 в следующем положении деблокировки, причем положение деблокировки было достигнуто за счет движения включающего вала 10. Вращение включающего вала 10 вызывает вращение дискового кулачка 9 в направлении, показанном стрелкой 78, и тем самым смещение приводного качающегося рычага 67 вниз. Ведущий палец 69 коленчатого рычага 70, входящий в удлиненное отверстие 68 приводного качающегося рычага 67, таким образом, также движется вниз, так что коленчатый рычаг 70 поворачивается в направлении, показанном стрелкой 79. Вследствие рычажного соединения 63 между направляющей рамой 59 и коленчатым рычагом 70 элемент передачи силы 58 также поворачивается в направлении стрелки 77. За счет поворота приводного вала 10 тем самым были достигнуты не только коммутационные контакты полюсов выключателя, но также, кроме того, положение блокировки механизма блокировки, в котором разряжение не показанного включающего энергоаккумулятора 2 предотвращено за счет действия клавишного выключателя 56.

Не представленный на Фигурах индикатор готовности к включению может быть расположен на механизме блокировки 55, например на направляющей раме 58. За счет соединения такого индикаторного блока с направляющей рамой 58 за счет различных положений направляющей рамы 58 можно непосредственно индицировать состояние силового выключателя.

Список ссылочных обозначений

1 силовой выключатель

2 включающий энергоаккумулятор

3 крепежная деталь

4 эксцентрик

5 затяжной вал

6 дисковый кулачок

7 ось вращения

8 внешняя поверхность

9 кулачковый элемент

10 включающий вал

11 ось вращения

12 захват

13 первый конец

14 выключающий энергоаккумулятор

15 второй конец

16 управляющий механизм

17 двуплечий рычаг

18 первый конец

19 ось вращения

20 второй конец

21 полюсный механизм

22 первый контакт

23 второй контакт

24 первый конец включающего энергоаккумулятора

25 храповое устройство

27 второй конец

28 направляющая деталь

29 удлиненное отверстие

30 упорный элемент

31 ось

32 защелка

33 пружина

34 первый конец пружины

35 второй конец пружины

36 затяжная выемка

37 выемка арретирования

38 траектория движения второго конца

39 траектория движения упорного элемента

40 первый конец

41 второй конец

42 деталь корпуса

43 неподвижный упорный элемент

44 захват

45 защелка

46 приводное колесо

47 пружинный элемент

48 ось

49 спусковой упор

50 конец защелки

51 контактная поверхность

52 упор

53 позиционный штифт

54 стрелка

55 механизм блокировки

56 клавишный выключатель

57 штифтовое продолжение

58 элемент передачи силы

59 направляющая рама

60 сдвигающий элемент

61 поворотная опора

62 опора

63 качающийся рычаг

64 спуск разряда

66 опора

67 приводной качающийся рычаг

68 удлиненное отверстие

69 ведущий палец

70 коленчатый рычаг

71 поворотная опора

72 опора

73 опора возвратной пружины

74 возвратная пружина

75 стрелка

76 опора

77 стрелка

78 стрелка

79 стрелка

Изобретение относится к силовому выключателю с, по меньшей мере, одним полюсным устройством, которое содержит подвижный контакт, поворотно установленным двуплечим рычагом для размыкания и замыкания подвижного контакта, включающим энергоаккумулятором, а также с дисковым кулачком, который связан с включающим энергоаккумулятором и через приводное звено с первым концом рычага, второй конец которого соединен с подвижной контакт-деталью полюсного устройства, и, по меньшей мере, одним выключающим энергоаккумулятором. Приводное звено является взаимодействующим с дисковым кулачком, поворотно установленным включающим валом, который соединен с первым концом двуплечего рычага через выключающий энергоаккумулятор. Технический результат - упрощение и повышение компактности конструкции. 24 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Силовой выключатель (1) с по меньшей мере одним полюсным устройством (21), которое содержит подвижный контакт (22), поворотно установленным двуплечим рычагом (17) для размыкания и замыкания подвижного контакта (22), включающим энергоаккумулятором (2), а также с дисковым кулачком (6), который связан с включающим энергоаккумулятором (2) и через приводное звено (10) с первым концом (18) рычага (17), причем второй конец (20) рычага (17) соединен с подвижной контакт-деталью (22) полюсного устройства (21), и по меньшей мере одним выключающим энергоаккумулятором (14), отличающийся тем, что приводное звено является управляемым за счет дискового кулачка (6), поворотно установленным включающим валом (10), который соединен с первым концом (18) двуплечего рычага (17) через выключающий энергоаккумулятор (14).

2. Силовой выключатель по п.1, отличающийся тем, что в многополюсном полюсном устройстве включающий вал (10) простирается через все полюсное устройство (21) и для каждого подвижного контакта содержит захват (12), на котором шарнирно расположен первый конец (13) соответствующего выключающего энергоаккумулятора (14).

3. Силовой выключатель по п.2, отличающийся тем, что выключающий энергоаккумулятор (14) на втором конце (15) шарнирно соединен с первым концом (13) двуплечего рычага (17).

4. Силовой выключатель по п.3, отличающийся тем, что выключающий энергоаккумулятор (14) содержит пружинный элемент.

5. Силовой выключатель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что включающий энергоаккумулятор (2) содержит пружинный элемент, который на первом конце опирается на детали корпуса (3) и на втором конце через затяжной вал (5) соединен с дисковым кулачком (6).

6. Силовой выключатель по п.1, отличающийся тем, что включающий энергоаккумулятор (2) закреплен на первом конце (24) и на втором конце соединен с эксцентриком (4) затяжного устройства, с которым взаимодействуют ограничивающие обратный ход средства, и средства (25, 28, 31, 32, 33) содержат расположенный на первом конце (24) включающего энергоаккумулятора (2) храповой механизм (25).

7. Силовой выключатель по п.6, отличающийся тем, что средства (25, 28, 31, 32, 33) содержат расцепляющую храповой механизм (25) направляющую деталь (28), которой первый конец (24) включающего энергоаккумулятора (2) подвижно установлен на неподвижной оси (31) посредством удлиненного отверстия (29), выполненного в направляющей детали (28), и которая соединена со вторым концом (27) включающего энергоаккумулятора (2).

8. Силовой выключатель по п.7, отличающийся тем, что храповой механизм (25) содержит поворотно подвижную вокруг неподвижной оси (31) между первым и вторым положением защелку (32), на которую воздействует пружинный элемент (33).

9. Силовой выключатель по п.8, отличающийся тем, что неподвижная ось (31) и пружинный элемент (33) удерживаются на крепежном элементе (3).

10. Силовой выключатель по п.9, отличающийся тем, что на направляющей детали (28) предусмотрен упорный элемент (30), который взаимодействует с затяжной выемкой (36) на защелке (32).

11. Силовой выключатель по п.10, отличающийся тем, что защелка (32) имеет выемку арретирования (37).

12. Силовой выключатель по п.6, отличающийся тем, что в затяжном устройстве для включающего энергоаккумулятора (2), вращаемый посредством приводного колеса (46) затяжной вал (5) для затяжения включающего энергоаккумулятора (2) соответственно жестко соединен с эксцентриком (4) и с дисковым кулачком (6), которая содержит спусковой упор (49), и в которой приводное колесо (46) связано через узел сцепления (43, 44, 45, 47, 48, 53) с затяжным валом (5), и узел сцепления (43, 44, 45, 47, 48, 53) является храповым устройством (43, 44, 45, 47, 48, 53).

13. Силовой выключатель по п.12, отличающийся тем, что храповое устройство (43, 44, 45, 47, 48, 53) содержит расположенную с возможностью вращения на при водном колесе (46) защелку (45) и для управления защелки (45) предусмотрен неподвижный упорный элемент (43).

14. Силовой выключатель по п.13, отличающийся тем, что неподвижный упорный элемент (43) расположен таким образом, что при затянутом включающем энергоаккумуляторе (2) защелка (45) освобождает затяжной вал (5).

15. Силовой выключатель по п.14, отличающийся тем, что храповое устройство (43, 44, 45, 47, 48, 53) содержит жестко связанный с затяжным валом (5) и взаимодействующий с защелкой (45) захват (44).

16. Силовой выключатель по п.15, отличающийся тем, что храповое устройство (43, 44, 45, 47, 48, 53) содержит пружинный элемент (47).

17. Силовой выключатель по п.16, отличающийся тем, что на приводном колесе (46) предусмотрен позиционный штифт (53).

18. Силовой выключатель по п.12, отличающийся тем, что предусмотрен механизм блокировки (55) для предотвращения разряда включающего энергоаккумулятора с клавишным выключателем (56), который в положении деблокировки механизма блокировки (55) посредством элемента передачи силы (58) связан через геометрическое замыкание с спусковым устройством разряда (64) для разряда включающего энергоаккумулятора (2), так что действующее на клавишный выключатель (56) включающее движение является вводимым через элемент передачи силы (58) в спусковое устройство разряда (64) для разряжения включающего энергоаккумулятора (2), причем элемент передачи силы (58) соединен со средствами прерывания геометрического замыкания (63, 70), которые выполнены с возможностью перевода механизма блокировки (55) в положение блокировки, в котором геометрическое замыкание устранено, причем клавишный выключатель (56) и элемент передачи силы (58) в положении деблокировки направлены подвижно в общем продольном направлении, так что толкающее движение клавишного выключателя (56) через продольное движение элемента передачи силы (58) является вводимым во включающее спусковое устройство (64), причем элемент передачи силы (58) установлен качающимся так, что в положении блокировки направление движения элемента передачи силы (58) ориентировано под углом к толкающему движению клавишного выключателя (56), причем средства прерывания геометрического замыкания (63, 70) связаны с включающим валом (10) силового выключателя и/или с вспомогательным выключателем.

19. Силовой выключатель по п.18, отличающийся тем, что средства прерывания геометрического замыкания содержат шарнирно установленный на неподвижной оси вращения коленчатый рычаг (70), который связан с возвратной пружиной (74) на опоре возвратной пружины (73) и посредством качающегося рычага (63) с элементом передачи силы на соединительной опоре (72).

20. Силовой выключатель по п.19, отличающийся тем, что коленчатый рычаг (70) посредством рычажной кинематики связан с включающим валом вспомогательного выключателя так, что, когда вспомогательный выключатель находится в разомкнутом положении, коленчатый рычаг (70) повернут против действия силы натяжения возвратной пружины (74), и элемент передачи силы (4) является переведенным из положения деблокировки в положение блокировки.

21. Силовой выключатель по п.19, отличающийся тем, что коленчатый рычаг (70) посредством рычажной кинематики связан с блокировкой выдвижения выдвижного блока так, что, когда выключатель сдвинут на выдвижном блоке, коленчатый рычаг повернут против действия силы натяжения возвратной пружины (74) и элемент передачи силы (58) переведен из положения деблокировки в положение блокировки.

22. Силовой выключатель по п.19, отличающийся тем, что коленчатый рычаг (70) имеет ведущий палец (69), который проходит в удлиненном отверстии (68) приводного рычага (67), причем приводной рычаг (67) на своем обращенном от удлиненного отверстия (68) конце закреплен на кулачковом элементе (9) включающего вала (10), так что в положении включения включающего вала (10) коленчатый рычаг (70) повернут при устранении геометрического замыкания между клавишным выключателем (56) и спусковым устройством разряда (64).

23. Силовой выключатель по п.18, отличающийся тем, что механизм блокировки, который является переключаемым между положением блокировки, в котором вызывание процесса включения при контактировании контактов силового выключателя предотвращено, и положением деблокировки, в котором вызывание процесса включения возможно, связан с индикатором готовности к включению и что индикатор готовности к включению расположен на выключателе с возможностью визуального восприятия.

24. Выключатель по п.23, отличающийся тем, что индикатор готовности к включению является механическим.

25. Выключатель по п.23, отличающийся тем, что индикатор готовности к включению реализован оптическим.