ПОДКЛЮЧАЕМЫЙ АППАРАТУРНЫЙ БЛОК ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ Российский патент 2010 года по МПК H01T4/06 

Область техники

Блок для защиты от перенапряжений, содержащий цокольное U-образное основание для приема по меньшей мере одного вставного модуля, в котором установлен элемент защиты от перенапряжений, причем предусмотрены фиксирующие средства, действующие между вставным модулем и цокольным основанием, причем фиксирующие средства содержат фиксирующие выступы, выполненные на противоположных торцах вставного модуля на преднапряженном шарнирном сочленении, и эти входят в соответствующую фиксирующую выемку на цокольной части, при этом фиксирующее соединение выполнено с возможностью расцепления посредством нажатия на шарнирное сочленение на торцах вставного модуля согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Уровень техники

Приборы защиты от перенапряжений согласно уровню техники часто выполняются в виде вставных подключаемых аппаратурных блоков, содержащих основание и вставной модуль.

В основании расположены соединительные клеммы для контактирования электрических проводников, а также соответствующие гнезда для устанавливаемого вставного модуля. Далее, основание принимает в себя элементы, которые содержат один или несколько штекерных контактов вставного модуля, и, таким образом, имеется желаемый механический и электрический контакт, а также соответствующее удержание вставного модуля в основании.

Во вставном модуле находятся собственно элементы защиты от перенапряжений, например искровые промежутки, варисторы, газоотводы или тому подобное. Основание выполнено во многих случаях в виде U-образного корпуса, причем открытые щеки U-образного корпуса обхватывают вставной модуль сбоку, и причем вставной модуль прилегает к части корпуса, соединяющей щеки U-образного корпуса. Далее, основание содержит на своей монтажной стороне элементы подключения, которые способствуют монтажу на несущей шине.

В кратком изложении преимущество разделения функций между основанием и вставным модулем состоит в том, что при работах по инспекции и обслуживанию вставной модуль может быть удален и при этом не требуется того, чтобы соединительных клеммы были открыты, или чтобы соответствующая установка была обесточена.

Извлеченный вставной модуль может быть затем исследован вне электрической установки с помощью специальных проверочных приборов и, при необходимости, быть заменен или вновь установлен.

Относительно уровня техники следует, например, сослаться на DE 3639533 C2, DE29519313 U1, DE10001 667 C1 и DE 202004006227 U1.

В качестве проблемы при создании системы штекерных контактов между основанием и вставным модулем следует принять во внимание, что эта система конструктивно рассчитана на протекающий через нее в случае разряда ударный ток с формой волны 10/350 мкс и 8/20 мкс или на токи короткого замыкания сетевой частоты.

В особенности в случае устройства защиты от перенапряжений молниеотводов, в том виде, в котором эти молниеотводы требуются на рынке, значительные ударные токи до 100 кА должны быть многократно проведены через соответствующие контакты почти без обгорания и без износа. Соответствующие данные закреплены в нормативах по приборам защиты от перенапряжений.

В зависимости от контактной силы между контактными элементами вставные модули могут быть удалены без инструментов или только с помощью инструмента. Если не предусматриваются никакие дополнительные меры, то имеется опасность того, что под влиянием электродинамических сил во время прохождения ударного тока может возникнуть непреднамеренное выскакивание вставного модуля из основания, и, таким образом, прибор в целом не может надлежащим образом функционировать без принятия защитных мер.

Из WO 95/12905 известно решение, согласно которому также имеется U-образное основание для приема по меньшей мере одного вставного модуля, к которому подключается элемент защиты от перенапряжений, и причем между вставным модулем и цокольным основанием предусмотрены фиксирующие средства. На противоположных торцах вставного модуля имеются фиксирующие выступы, которые выполнены на шарнирном сочленении и входят в соответствующую фиксирующую выемку на вставном модуле. При этом фиксирующее соединение выполнено с возможностью расцепления посредством давления на шарнирное сочленение, причем давление воздействует на торцы вставного модуля.

Шарнирное сочленение в известном решении находится в основании вставного модуля, а нажимная поверхность лежит чуть выше фиксирующих выступов на торцах модуля. Чтобы иметь возможность оказать на фиксирующие выступы или нажимные поверхности усилие нажима, необходимо предусмотреть выемки в области U-образного основания. Нажимные поверхности согласно уровню техники очень маленькие, и по причине необходимых выемок или углублений в основании возникает трудный захват вставного модуля, что является отрицательным моментом. Из-за расположения собственно шарнира на нижней стороне вставного модуля требуется оказывать усилие нажатие на протяжении очень длинного пути, чтобы расцепить фиксацию. Далее, фиксирующая поверхность фиксирующего выступа на вставном модуле и уступ в основании проходят параллельно, и, таким образом, при тряске или вибрации имеется возможность непроизвольного расцепления фиксации.

Раскрытие изобретения

Из вышесказанного следует, что задача изобретения состоит в создании усовершенствованного подключаемого аппаратурного блока для защиты от перенапряжений, содержащего цокольное U-образное основание для приема по меньшей мере одного вставного модуля с установленным в нем элементом защиты от перенапряжений, причем должно быть создано конструктивное и эксплуатационное улучшение фиксирующих средств, действующих между вставным модулем и цокольным основанием.

Решение задачи изобретения достигнуто совокупностью признаков согласно п.1 формулы изобретения, причем зависимые пункты формулы изобретения представляют собой по меньшей мере целесообразные варианты реализации и развития.

Подключаемый аппаратурный блок для защиты от перенапряжений, содержащий цокольное U-образное основание для приема по меньшей мере одного вставного модуля с установленным в нем элементом защиты от перенапряжений, содержит специально выполненную систему фиксирующих средств, у которой соответствующее шарнирное сочленение находится в переходной области между верхней стороной и соответствующим торцом вставного модуля.

Шарнирное сочленение переходит в направленную к цокольному основанию поверхность захвата, которая выполнена существенно большей площади по сравнению с поверхностью захвата, известной из уровня техники.

На нижнем конце поверхности захвата выполнен крюкообразный фиксирующий выступ, фиксирующая поверхность которого образует с поверхностью захвата угол менее 90°.

Далее, U-образные щеки основания имеют крюкообразную фиксирующую выемку с поднутрением, которая комплементарной (ответной) фиксирующему выступу.

Благодаря размещению центра вращения шарнирного сочленения в верхней области вставного модуля при воздействии на боковые поверхности захвата может быть очень легко создана сила давления, необходимая для расцепления фиксирующего соединения. Кроме того, благодаря очень большой площади поверхности захвата расфиксированный вставной модуль может быть легко извлечен из U-образного основания вверх.

Кроме того, благодаря конструктивному выполнению шарнира усилие нажима требуется оказывать только на протяжении небольшого пути, чтобы, как было сказано выше, расфиксировать и извлечь модуль.

Фиксирующая поверхность на вставной части и поверхность на уступе в основании имеют поверхности с противоположным уклоном, и, таким образом, фиксирующий выступ и фиксирующий уступ взаимно сцепляются, и благодаря этому имеется самостопорение фиксирующего соединения. Для облегчения манипуляций при извлечении вставного модуля поверхности захвата имеют структурирование.

Нижние концы вставного модуля имеют сходящиеся друг к другу конические торцевые участки, и, таким образом, также и в случае неблагоприятных монтажных условий модуль может быть установлен простым образом.

Внутренние стороны щек U-образного цокольного основания имеют форму, ответную (комплементарную) коническим торцевым участкам.

Шарнирное сочленение имеет в области своей точки шарнира ослабленный участок, который улучшает манипулируемость и может быть выполнен в виде паза на внутренней стороне сочленения.

С целью более легкого введения вставного модуля в основание особенно в области возникающей фиксации крюкообразный фиксирующий выступ имеет клиновидную скользящую поверхность.

Угол клина скользящей поверхности при этом меньше или равен углу фиксирующей поверхности, то есть углу между фиксирующей поверхностью и поверхностью захвата.

На щеке основания, направленной к вставному модулю и образующей часть фиксирующей выемки, кроме того, выполнено закругление, чтобы облегчить установку модуля в основание.

К поверхностям захвата имеется свободный доступ также в смонтированном, зафиксированном состоянии вставного модуля. При этом не требуется предусматривать какие-либо углубления или выемки на основании.

Краткий перечень чертежей

Далее изобретение поясняется более подробно на основании варианта осуществления, а также с помощью чертежей.

На них показано следующее.

Фиг.1: вид вставного модуля сбоку, частично открытый в области поверхности захвата и фиксирующего выступа.

Фиг.2: фрагмент шарнирного сочленения и фиксирующего выступа, а также фиксирующей выемки в зафиксированном состоянии, то есть тогда, когда вставной модуль полностью и правильным образом находится в основании.

Фиг.3: общий вид вставного модуля, находящегося в основании, полностью вставленного и зафиксированного.

Осуществление изобретения

Вставной модуль 14 согласно представленному на чертежах состоит из корпуса, причем во внутреннем пространстве корпуса размещены элементы защиты от перенапряжений, например варисторы. В нижней области выполнены известные сами по себе штекерные контакты и направляющий или кодирующий штифт.

Торцы 3 вставного модуля 14 имеют поверхности 5 захвата, которые переходят в шарнирное сочленение 1. Соответствующее шарнирное сочленение находится в области верхней стороны 2 вставного модуля 14.

На нижнем конце поверхности 5 захвата, которая представляет собой удлиненный участок шарнирного сочленения 1, имеется крюкообразный фиксирующий выступ 6.

Фиксирующая поверхность 7 фиксирующего выступа 6 образует со стороной воздействующей поверхности угол, предпочтительно менее 90°.

Для повышения удобства манипуляций с модулем поверхность 5 захвата имеет поверхностное структурирование 9.

Чтобы уменьшить необходимую силу сжатия, оказываемую на поверхность 5 захвата, чтобы разъединить фиксирующее соединение, в области шарнирного сочленения 1 с внутренней стороны сочленения сформирован паз в качестве целенаправленного ослабления.

Как видно из фиг.2, крюкообразный фиксирующий выступ 6 фиксируется в фиксирующей выемке 8 основания 4, когда вставной модуль 14 находится в правильном, смонтированном положении.

Чтобы облегчить фиксацию, крюкообразный фиксирующий выступ 6 имеет клиновидную скользящую поверхность 11. Также в области фиксирующей выемки 8 выполнено закругление 12.

При установке вставного модуля 14 клиновидная скользящая поверхность 11 контактирует с поверхностью закругления 12. Вследствие этого крюкообразный фиксирующий выступ 6 под воздействием поверхности 5 захвата и шарнирного сочленения 1 сдвигается влево от того положения, что представлено на фиг.2. Затем, когда достигнута фиксирующая выемка 8, крюкообразный фиксирующий выступ уходит назад, и происходит взаимное зацепление лежащих друг напротив друга поверхностей, то есть фиксирующей поверхности 7 и соответствующей поверхности фиксирующей выемки 8.

Из этих вариантов реализации ясно, что шарнирное сочленение 1 находится под предварительным напряжением, а именно, например, обусловленным правильным выбором подходящего пластмассового материала соответствующей части корпуса или крышки корпуса, которая в виде единого элемента содержит шарнирное сочленение 1, поверхность 5 захвата и фиксирующий выступ 6.

Согласно виду по фиг.3 вставной модуль 14 на своей нижней стороне содержит конические торцевые участки, чтобы способствовать легкому введению и надежной опоре в соответствующем U-образном основании 4, выполненном ответным. Из представленного на фиг.3 изображения особенно ясно, что соответствующие поверхности 5 захвата свободно доступны также во вставленном и зафиксированном состоянии вставного модуля 14, чтобы после расцепления фиксирующего соединения иметь возможность посредством бокового нажатия передать достаточно силы, чтобы извлечь вставной модуль 14 из U-образного цокольного основания.

Аппаратурный блок для защиты от перенапряжений содержит цокольное U-образное основание для приема по меньшей мере одного вставного модуля (14), с установленным элементом защиты от перенапряжений. Между вставным модулем (14) и цокольным основанием предусмотрены фиксирующие средства, которые на противоположных торцах (3) вставного модуля (14) на шарнирном сочленении (1), находящемся под предварительным напряжением, содержат фиксирующие выступы, которые входят в соответствующую фиксирующую выемку на вставном модуле (14). Фиксирующее соединение выполнено с возможностью расцепления посредством надавливания на шарнирное сочленение (1) на торцах (3) вставного модуля. Соответствующее шарнирное сочленение (1) находится в переходной области между верхней стороной и соответствующим торцом (3) вставного модуля (14), причем шарнирное сочленение переходит в направленную к цокольному основанию поверхность (5) захвата. На нижнем конце поверхности (5) захвата выполнен крюкообразный фиксирующий выступ (6), фиксирующая поверхность (7) которого образует с поверхностью (5) захвата угол менее 90°. Причем U-образные щеки основания имеют крюкообразную фиксирующую выемку (8) с поднутрением, которая выполнена ответной фиксирующему выступу. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Блок для защиты от перенапряжений, содержащий цокольное U-образное основание для приема по меньшей мере одного вставного модуля, в котором установлен элемент защиты от перенапряжений, причем предусмотрены фиксирующие средства, действующие между вставным модулем и цокольным основанием, причем фиксирующие средства содержат фиксирующие выступы, выполненные на противоположных торцах вставного модуля на преднапряженном шарнирном сочленении, которые входят в соответствующую фиксирующую выемку на вставном модуле, при этом фиксирующее соединение выполнено с возможностью расцепления посредством нажатия на шарнирное сочленение на торцах вставного модуля, отличающийся тем, что соответствующее шарнирное сочленение (1) находится в переходной области между верхней стороной (2) и соответствующим торцем (3) вставного модуля (14), причем шарнирное сочленение (1) переходит в направленную к цокольному основанию (4) поверхность (5) захвата, а на нижнем конце поверхности (5) захвата выполнен крюкообразный фиксирующий выступ (6), фиксирующая поверхность (7) которого образует с воздействующей поверхностью (5) угол менее 90°, при этом U-образные щеки основания (4) имеют крюкообразную фиксирующую выемку (8) с поднутрением, которая выполнена комплементарной фиксирующему выступу (6).

2. Блок по п.1, отличающийся тем, что поверхность (5) захвата имеет структурирование (9).

3. Блок по п.1, отличающийся тем, что нижние концы вставного модуля (14) имеют сходящиеся друг к другу конические торцевые участки (13).

4. Блок по п.3, отличающийся тем, что внутренние стороны щек U-образного цокольного основания (4) имеют форму, ответную коническим торцевым участкам (13).

5. Блок по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что шарнирное сочленение (1) имеет ослабленный участок, который облегчает манипуляции и выполнен в виде паза (10) на внутренней стороне сочленения.

6. Блок по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что крюкообразный фиксирующий выступ (6) имеет клиновидную скользящую поверхность (11).

7. Блок по п.6, отличающийся тем, что угол клина скользящей поверхности (11) при этом меньше или равен углу фиксирующей поверхности.

8. Блок по одному из пп.1-4,7, отличающийся тем, что на щеке основания (4), направленной к вставному модулю (14) и образующей часть фиксирующей выемки (8), выполнено закругление (12).

9. Блок по одному из пп.1-4,7, отличающийся тем, что к поверхностям (5) захвата имеется свободный доступ также в смонтированном, зафиксированном состоянии вставного модуля.