УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ ДЛЯ ЕГО ЮСТИРОВКИ Российский патент 2009 года по МПК H01H71/74 

Настоящее изобретение относится к устройству защитного отключения с расцепительным устройством, которое содержит установленное с возможностью вращения расцепительное плечо для расцепления коммутационного устройства, и приводным устройством для приведения в действие расцепительного плеча из положения удержания в положение расцепления с приводным элементом. Кроме того, настоящее изобретение относится к соответствующему способу для юстировки этого устройства защитного отключения.

В схемах защиты от токов повреждения или, соответственно, выключателях дифференциальной токовой защиты для расцепления при токе повреждения применяют так называемый удерживающий электромагнит (реле). При расцеплении удерживающего электромагнита включенный после него накопитель энергии, который может быть реализован посредством пружинного механизма, обуславливает то, что контакты прибора открываются. Для надежного расцепления накопителя энергии является решающим путь толкателя и усилие толкателя удерживающего электромагнита. При этом следует учитывать, что усилие толкателя зависит от пути толкателя нелинейно.

Накопитель энергии является необходимым, так как для открывания контактов выключателя защиты от токов повреждения требуется большее усилие, чем может предоставить в распоряжение соответствующий удерживающий электромагнит или, соответственно, соответствующий расцепитель с электромагнитным удерживающим устройством. Поэтому необходимую силу накапливают за счет предварительного натяжения пружинного механизма в механике. Для того, чтобы было возможно использовать экономичный по затратам и маленький расцепитель с электромагнитным удерживающим устройством, усилия расцепления и пути расцепления должны быть уменьшены до минимума.

Используемые в каждом выключателе защиты от токов повреждения компоненты имеют, однако, допустимые погрешности. За счет этого с самого начала путь толкателя не может быть определен с любой точностью.

Более того, необходимо компенсировать возникшие при этом за счет допусков различные положения элементов связи, то есть толкателя относительно расцепительного плеча, чтобы оптимально согласовывать путь расцепления с удерживающим электромагнитом.

Юстировка расстояния между удерживающим электромагнитом и накопителем энергии происходит часто путем перестановки положения удерживающего электромагнита с помощью регулировочных винтов или листов, которые могут деформироваться. Так, например, из публикации DЕ 19910220 A1 известно устройство для фиксации электромагнитного расцепителя в выключателе защиты от токов повреждения, при котором на корпусе электромагнитного расцепителя приделаны ушки, которые выступают в противоположных направлениях, которые проходят вертикально к толкателю. Для фиксирования предусмотрен держатель, который содержит две проходящие на определенном расстоянии параллельно друг другу стенки, которые имеют выемки, в которые расцепитель может вставляться и удерживаться своими ушками в направлении толкателя. Устройство фиксирования имеет перемычку, которая может деформироваться так, что за счет этого является возможной точная юстировка электромагнитного расцепителя. Кроме того, в цитированном там уровне техники описано фиксирующее устройство, в котором для установки известного собственного времени срабатывания между толкателем и рычагом можно юстировать расцепитель за счет вращения винта, в результате чего расстояние между ушком и неподвижной стенкой уменьшается.

Далее в печатном издании DE 29520288 описан выключатель защиты от токов повреждения с монтажной деталью, которая имеет установочный участок для крепления к боковой стенке корпуса, верхний, отогнутый внутрь корпуса участок для установки вала защелки и средний участок с отогнутыми внутрь корпуса накладками для соответствующей штепсельной установки держателя расцепителя максимального тока по току повреждения или по дифференциальному току (FI/DI). В этом устройстве соответствующие детали можно монтировать вместе с накопителем энергии, причем для обоих типов коммутационных аппаратов могут применяться одинаковые детали. Особенные преимущества получаются при этом также для массового изготовления, поскольку за счет предусмотренной конструкции монтажной детали не требуется никакой дополнительной юстировки. Это достигается посредством выполнения отдельных участков монтажной детали так, что FI/DI-расцепитель может крепиться с минимальным допуском относительно вала защелки.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить в распоряжение устройство защитного отключения, в котором юстировка между удерживающим электромагнитом и расцепителем может достигаться простым образом.

Согласно изобретению это достигается за счет устройства защитного отключения с расцепительным устройством, которое содержит поворотно установленное расцепительное плечо для расцепления коммутационного устройства, и приводным устройством для приведения расцепительного плеча из положения удержания в положение расцепления с приводным элементом, причем расцепительное плечо в своем угловом положении является юстируемым в положении удержания вокруг своей оси вращения относительно приводного элемента.

Кроме того, согласно изобретению предусмотрен способ для юстировки устройства защитного отключения с расцепительным устройством, которое содержит поворотно установленное расцепительное плечо для расцепления коммутационного устройства, и приводным устройством для приведения расцепительного плеча из положения удержания в положение расцепления с приводным элементом, за счет перестановки расцепительного плеча в своем угловом положении в положении удержания вокруг своей оси вращения относительно приводного элемента.

Преимущество соответствующего изобретению вида юстировки состоит в том, что при юстировке могут учитываться все допуски деталей и монтажа.

Предпочтительным образом расцепительное устройство в соответствующем изобретению устройстве защитного отключения содержит вращающийся вокруг оси поворота расцепительного плеча состоящий из двух частей полувал, угловое положение которого задано коммутационным устройством, и расцепительное плечо является регулируемым относительно полувала в своем угле. За счет этого двухчастного выполнения угловая установка расцепительного плеча в принципе может быть развязана от накопителя энергии.

Расцепительное плечо далее может юстироваться в своем угловом положении с помощью фиксирующего устройства с множеством положений фиксации. При этом оказывается особенно выгодным, если фиксирующее устройство расположено на расцепительном плече. С помощью фиксирующего устройства может очень удобно достигаться точная юстировка расцепительного плеча.

В случае также предпочтительной формы выполнения полувал содержит изогнутый рычаг, а расцепительное плечо прижимается пружинным элементом против рычага. За счет кривизны рычага установочная функция может задаваться таким образом, что установочный элемент перемещают вдоль изогнутого рычага. Таким образом через изогнутый рычаг можно также задавать максимальный диапазон перестановки расцепительного плеча.

Двухчастное выполнение расцепительного плеча и полувала имеет преимуществом, что расцепительное плечо, которое обладает возможностью юстировки, можно изготавливать в виде пластмассовой детали, даже если полувал изготовлен из металла. За счет этого расцепительное плечо, несмотря на сложную геометрию, позволяет простое изготовление.

Настоящее изобретение поясняется более подробно с помощью чертежей, на которых показаны:

Фиг.1 расцепляющий механизм соответствующего изобретению устройства защитного отключения;

Фиг.2 принципиальная схема для юстировки расцепительного плеча,

Фиг.3 соответствующий изобретению полувал;

Фиг.4 соответствующее изобретению расцепительное плечо;

Фиг.5 листовая пружина;

Фиг.6 расцепляющий механизм в первом положении юстировки;

Фиг.7 расцепляющий механизм во втором положении юстировки;

Фиг.8 расцепляющий механизм в третьем положении юстировки; и

Фиг.9 соответствующий изобретению расцепляющий механизм в детальном представлении.

Более подробно описанный в последующем пример осуществления представляет собой предпочтительную форму выполнения настоящего изобретения.

Составленный из нескольких компонентов накопитель энергии 1, который представлен на Фиг.1, предоставляет усилие для открывания коммутирующих контактов выключателя защиты от токов повреждения. Расцепление или, соответственно, освобождение защелки накопителя энергии 1 происходит с помощью расцепительного устройства 2, расцепительное плечо 3 которого установлено с возможностью поворота вокруг оси 4. Посредством толкателя 5 удерживающего электромагнита 6 расцепительное плечо 3 расцепительного устройства 2 приводится в действие.

С помощью смонтированного в корпусе выключателя защиты от токов повреждения и предварительно натянутого накопителя энергии 1 задается угловое положение полувала 1, который может быть обозначен также как защелкивающая или блокирующая часть. Вращающийся вокруг оси 4 полувал 7 служит для защелкивания и освобождения защелки накопителя энергии 1.

На Фиг.2 накопитель энергии 1 с Фиг.1 представлен с расцепительным устройством 2', причем расцепительное плечо 3' представлено схематически только в виде прямоугольника и символизирует уровень техники. Расцепительное плечо 3' жестко связано с полувалом 1'. В случае этой одночастной конструкции расцепительного плеча 3' и полувала 7' допуски корпуса и деталей накопителя энергии обуславливают неопределенное положение расцепительного плеча 3' относительно позиции удерживающего электромагнита 6 или, соответственно, его толкателя 5. Вследствие этого между расцепительным плечом 3' и толкателем 5 удерживающего электромагнита 6 получается неопределенное расстояние X. Слишком малое расстояние могло бы приводить к тому, что удерживающий электромагнит 6 вследствие уменьшенного пути расцепления не может предоставить необходимого усилия для освобождения защелки. В противоположность этому слишком большое расстояние Х может при известных условиях приводить к тому, что поворот расцепительного плеча за счет толкателя 5 является слишком малым и накопитель энергии 1 не спускается с защелки. Для работоспособности выключателя защиты от токов повреждения тем самым является решающим, корректно ли установлено расстояние X.

Согласно изобретению поэтому расцепительное плечо 3 является юстируемым по своему угловому положению вокруг оси 4. Для этого согласно настоящему примеру выполнения полувал 7 отделен от расцепительного плеча 3. За счет этого разделения на две компоненты и совместной установки на оси 4 является возможным юстировать расстояние X.

Полувал 7 соответственно Фиг.3 снабжен для этого изогнутым рычагом 71. Расцепительное плечо 3 взаимодействует с этим изогнутым рычагом 71 так, что угол между полувалом 7 и расцепительным плечом 3 можно варьировать. Для этого расцепительное плечо 3 имеет опорный участок 31, к которому приформован расцепительный рычаг 32. Примерно под прямым углом к расцепительному рычагу 32 на опорный участок 31 приформован фиксирующий участок 33. Напротив опорного участка расцепительный рычаг 32 имеет далее расцепительный участок 34. Вблизи этого расцепительного участка 34 на расцепительный рычаг 32 через узкое место соединения 36 отлит котировочный рычаг 35. На периферийном конце юстировочного рычага 35 находится фиксирующий элемент 37, который является фиксируемым с фиксирующим участком 33 в множестве угловых положений относительно точки поворота на месте соединения 36. Расцепительный рычаг 32, юстировочный рычаг 35 и фиксирующий участок образуют тем самым приблизительно равнобедренный треугольник. Во встроенном состоянии фиксирующий элемент 37 расцепительного плеча 3 прижимается на изогнутый рычаг 71 полувала 7 посредством листовой пружины 8. Эта листовая пружина 8 представлена отдельно на Фиг.5. Смонтированное состояние расцепительного устройства 2 воспроизведено подробно на Фиг.9.

Юстировка производится теперь посредством выбора подходящего положения фиксации юстировочного рычага 35 на фиксирующем участке 33 расцепительного плеча 3. За счет этого изменяется угол α, который определен углом пересечения прямой от оси вращения 4 к месту соединения 36 и прямой от фиксирующего элемента 37 к месту соединения 36. Как уже упомянуто, пружина 8 прижимает при этом фиксирующий элемент 37 в месте контакта 38 к изогнутому рычагу 71. Смещение юстировочного рычага 35 на изогнутом рычаге 71, который имеет очень специфичный контур, обуславливает уменьшение или, соответственно, увеличение расстояния X, которое происходит без деформации участвующих частей и может быть снова переключено в исходное положение.

На Фиг.6 представлено состояние юстировки, при котором юстировочный рычаг 35 поставлен в свое левое крайнее положение. Вследствие прохождения контура изогнутого рычага 71 в этом положении получается минимальное расстояние Х между толкателем 5 и расцепительным участком 34 в 0,1 единицы. Соответственно Фиг.7 при средней установке юстировочного рычага 35 получается среднее расстояние Х в 0,7 единицы между обеими компонентами. Наконец, при крайнем правом положении фиксации юстировочного рычага 35 соответственно Фиг.8 получается максимальное расстояние в 1,3 единицы между толкателем 5 и расцепительным участком 34. Растрирование фиксирующего участка 33 может при этом выбираться как угодно точным, чтобы достигнуть желаемой точности юстировки.

Выбранная соответственно представленному выше примеру выполнения конструкция расцепляющего механизма выключателя защиты от токов повреждения имеет следующие преимущества. Во-первых, расцепительное плечо 3 можно изготавливать предпочтительно в виде пластмассовой детали, за счет чего гарантировано простое изготовление. Для процесса юстировки, во-вторых, не требуются никакие специальные инструменты и его можно производить, например, с помощью отвертки, пинцета или металлического штифта.

Кроме того, фиксирование имеет преимуществом, что расстояние между толкателем 5 и расцепительным участком 34 можно изменять определенными шагами. При этом нежелательную перестановку, например, за счет сотрясения или нагрева предотвращают таким образом, что против фиксации постоянно действует усилие.

Наконец, при выбранной конструкции получаются преимущества, что детали можно снова применять при ремонте и за счет демпфированного повторного приложения может быть уменьшен износ между защелкой и полувалом.

Изобретение касается устройства защитного отключения, используемого для защиты от токов повреждения, выполненного с расцепительным устройством, которое содержит установленное с возможностью вращения расцепительное плечо (3) для расцепления коммутационного устройства, и приводным устройством для приведения расцепительного плеча (3) из положения удержания в положение расцепления с приводным элементом в виде толкателя (5). Причем предусмотрено, что расцепительный рычаг (32) расцепительного плеча (3) относительно полувала (7), который защелкнут с накопителем энергии (1), является варьируемым по угловому положению вокруг общей оси вращения. Предпочтительно варьирование этого угла происходит посредством фиксирующего механизма (33, 37). Это повышает точность юстировки расстояния между толкателем (5) и расцепительным участком (34) расцепительного плеча без специальных инструментов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство защитного отключения с
расцепительным устройством (2), которое содержит установленное с возможностью вращения расцепительное плечо (3) для расцепления коммутационного устройства и
приводным устройством (6) для приведения расцепительного плеча (3) из положения удержания в положение расцепления с приводным элементом (5), отличающееся тем, что расцепительное плечо (3) является юстируемым в своем угловом положении в положении удержания вокруг своей оси вращения (4) относительно приводного элемента (5).

2. Устройство защитного отключения по п.1, причем расцепительное устройство (2) содержит вращающийся вокруг оси вращения (4) расцепительного плеча (3), выполненный с ним двухчастным полувал (7), угловое положение которого определено коммутационным устройством, и расцепительное плечо (3) выполнено с возможностью перестановки в своем угле относительно полувала (7).

3. Устройство защитного отключения по п.1 или 2, причем расцепительное плечо (3) является юстируемым с помощью фиксирующего устройства (33/37) с множеством позиций фиксации.

4. Устройство защитного отключения по п.3, причем фиксирующее устройство (33/37) расположено на разделительном плече (3).

5. Устройство защитного отключения по п.2, причем полувал (7) содержит изогнутый рычаг (71) и расцепительное плечо (3) прижимается пружинным элементом (8) против рычага (71).

6. Устройство защитного отключения по п.5, причем расцепительное плечо (3) через элемент (37) фиксирующего устройства (33/37) прижимается к изогнутому рычагу (71), и максимальный диапазон перестановки расцепительного плеча (3) задан кривизной рычага (71).

7. Устройство защитного отключения по одному из пп.1, 2, 5 или 6, причем расцепительное плечо (3) изготовлено из пластмассы.

8. Способ для юстировки устройства защитного отключения с расцепительным устройством (2), которое содержит поворотно установленное расцепительное плечо (3) для расцепления коммутационного устройства, и приводным устройством (6) для приведения расцепительного плеча (3) из положения удержания в положение расцепления с приводным элементом (5), отличающийся перестановкой расцепительного плеча (3) в его угловом положении в положении удержания вокруг его оси вращения (4) относительно приводного элемента (5).

9. Способ по п.8, причем перестановку расцепительного плеча (3) производят путем ввода в одно из множества положений фиксации.