МЕХАНИЗМ ВЗАИМНОЙ БЛОКИРОВКИ ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
MECHANISM OF MUTUAL BLOCKING FOR SWITCHING DEVICES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к механизму взаимной блокировки для механической блокировки одного из двух низковольтных переключающих устройств, когда другое переключающее устройство находится в замкнутом положении, при этом два переключающих устройства размещены рядом. Каждое из переключающих устройств содержит подвижную контактную часть, неподвижную контактную часть и исполнительный блок для приведения в движение подвижной контактной части в направлении и выполнения соединения или разъединения с неподвижной контактной частью. Механизм взаимоблокировки соединяется с исполнительным блоком. В частности, изобретение относится к механической взаимоблокировке. Такое переключающее устройство может быть выполнено с возможностью работать в низковольтных применениях, при этом низкое напряжение находится в диапазоне от 1000 В переменного тока (AC) до 1500 В постоянного тока (DC).
Предшествующий уровень техники
В зависимости от требований прикладной задачи иногда требуется соединять электрическое устройство с одним и тем же источником энергии через два переключающих устройства или соединительных устройства. В этом случае важно обеспечивать надежное электропитание для электрического устройства. Поэтому предоставляется механизм взаимной блокировки, когда используются переключающие устройства, что означает, что переключающие устройства не будут замкнуты одновременно во избежание короткого замыкания соединенных электрических устройств.
Фиг. 6 иллюстрирует вид в перспективе механической взаимоблокировки для взаимной блокировки первого и второго переключающих устройств согласно предшествующему уровню техники, при этом механизм взаимной блокировки содержит первый и второй корпус 60, 60′, соединенные друг с другом. Подвижные контактные части переключающих устройств являются подвижными между разомкнутым и замкнутым положениями. Первый и второй ползунок 610, 610′ размещены на первом корпусе и втором корпусе, соответственно, и дополнительно соединены с соответствующим исполнительным блоком каждого из переключающих устройств. Ползунки выполнены с возможностью скольжения по плоскости скольжения, определенной X′- и Y-осью. Y-ось определена в направлении движения исполнительного механизма переключающих устройств, и каждый из ползунков сконфигурирован, чтобы скользить в направлении Y-оси плоскости скольжения. Механизм взаимоблокировки дополнительно включает в себя ось и кулачок, объединенный с осью как единый фрагмент 640. Объединенная часть расположена между первым и вторым корпусом, и кулачок сконфигурирован, чтобы иметь возможность поворачиваться, только когда оба переключающих устройства находятся в разомкнутом положении. Кроме того, кулачок приспособлен, чтобы, следуя движению исполнительного блока и тем самым подвижной контактной части первого переключающего устройства, поворачиваться в положение, в котором он удерживает второе переключающее устройство в разомкнутом положении.
Этот тип взаимоблокировки требует, чтобы оба корпуса были хорошо соединены во время операций. В течение своего срока эксплуатации переключающие устройства могут, однако, выполнять множество операций замыкания контактов, каждая из которых приводит в результате к повороту кулачка. Повороты, однако, приводят в результате к трению между узлом "ось-кулачок" и корпусами, что, следовательно, приводит в результате к смещению между корпусами. Это может приводить в результате к одновременному замыканию обоих переключающих устройств, что в результате приводит к короткому замыканию. Поэтому требуется более надежный механизм взаимной блокировки.
Цель и сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является представление улучшенного механизма взаимной блокировки для блокирования одного из двух переключающих устройств, когда другое находится в замкнутом положении, которое является надежным, компактным, легким для установки.
Эта цель достигается посредством механизма взаимной блокировки, определенного в преамбуле пункта 1 формулы, характеризующегося тем, что ось расположена перпендикулярно плоскости скольжения, так что ось перпендикулярна направлению движения исполнительного блока переключающих устройств, кулачок дополнительно содержит первый и второй блокирующий элемент для блокировки первого и второго ползунка, соответственно, каждый из блокирующих элементов выступает вбок в направлении X-оси, каждый из ползунков содержит отверстие на одном конце ползунка, и отверстие сконфигурировано для удержания соответствующего блокирующего элемента, когда соответствующее переключающее устройство находится в замкнутом положении.
Размещая ось перпендикулярно плоскости скольжения и приспосабливая структуры кулачка и ползунков для этого, настоящее изобретение решает вышеизложенную проблему. Поскольку вращательное движение кулачка изменилось в другом измерении на 90°, трение между узлом "ось-кулачок" и корпусами во время операций значительно уменьшилось, что дополнительно уменьшило смещение между корпусами. Следовательно, изобретение предохраняет переключающие устройства от короткого замыкания, что предоставляет возможность более безопасной и более надежной работы.
Другим преимуществом является то, что изобретение продлевает срок эксплуатации механизма взаимоблокировки. Это обусловлено тем, что при расположении оси перпендикулярно плоскости скольжения усилие контакта, сформированное посредством операции соединения переключающего устройства, становится более центрированным на оси, что дополнительно уменьшает износ корпуса.
Согласно одному варианту осуществления изобретения кулачок является устанавливаемым на ось. Альтернативно, кулачок сформирован с осью как единый фрагмент. Держатель может быть предусмотрен на первом и втором корпусе, соответственно, для удерживания оси.
Согласно другому варианту осуществления изобретения кулачок имеет изогнутый контур. Полезно предоставлять изогнутый контур, поскольку эта оптимизированная форма экономит пространство между первым и вторым корпусом, что предоставляет возможность реализации компактного механизма взаимной блокировки. Предпочтительно, изогнутый контур является аркообразным.
В эксплуатации такой механизм взаимной блокировки может быть размещен между первым и вторым переключающими устройствами, которые имеют одинаковый размер.
Предусматривая третий корпус, размещенный между первым и вторым корпусами, и адаптируя первый ползунок к размеру первого переключающего устройства, механизм взаимной блокировки может быть применен к первому и второму переключающим устройствам различного размера.
Согласно еще одному варианту осуществления первый и второй корпус могут дополнительно соответственно содержать канавку для скольжения, и соответствующий ползунок выполнен с возможностью скольжения по ней.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет объяснено более детально посредством описания различных вариантов осуществления изобретения и со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 показывает покомпонентный вид механизма взаимной блокировки согласно первому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 1a показывает вид в перспективе наполовину собранного механизма взаимной блокировки, показанного на Фиг. 1.
Фиг. 1b показывает вид в перспективе полностью собранного механизма взаимной блокировки, показанного на Фиг. 1.
Фиг. 2 показывает вид в перспективе двух идентичных переключающих устройств с механизмом взаимной блокировки, показанным на Фиг. 1, установленным между этими двумя устройствами.
Фиг. 3 показывает покомпонентный вид механизма взаимной блокировки согласно второму варианту осуществления изобретения.
Фиг. 3a показывает вид в перспективе механизма взаимной блокировки, показанного на Фиг. 3, при этом элементы взаимоблокировки собраны вместе.
Фиг. 4 показывает вид в перспективе двух переключающих устройств различного размера с механизмом взаимной блокировки, показанным на Фиг. 3, установленным между этими двумя устройствами.
Фиг. 5a показывает вид в перспективе оси и кулачка механизма взаимной блокировки, показанного на Фиг. 1.
Фиг. 5b показывает вид в перспективе кулачка механизма взаимной блокировки, показанного на Фиг. 1.
Фиг. 5c показывает вид сверху кулачка механизма взаимной блокировки, показанного на Фиг. 1.
Фиг. 5d показывает вид в перспективе того, как ползунок и кулачок взаимодействуют друг с другом, когда рабочее состояние переключающего устройства поменялось из разомкнутого положения в замкнутое положение.
Фиг. 6 показывает вид в перспективе механизма взаимной блокировки предшествующего уровня техники.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Со ссылкой на Фиг. 1, 1a-b и Фиг. 2 механизм 1 взаимной блокировки для взаимной блокировки первого 200 и второго 200′ переключающих устройств содержит первый 2 и второй 2′ корпус, соединенные друг с другом, первый 10 и второй 10′ ползунок, ось 30, расположенную между первым 2 и вторым 2′ корпусами, и кулачок 40, сконфигурированный, чтобы иметь возможность поворачиваться вокруг оси 30. Каждый из корпусов 2, 2′ имеет внутреннюю сторону 5, 5′ и внешнюю сторону 6, 6′, и первый и второй корпус 2, 2′ соединены своими внутренними сторонами друг с другом.
Каждое из переключающих устройств 200, 200′ может содержать подвижную контактную часть, неподвижную контактную часть и исполнительный блок (они не показаны) для приведения в движение подвижной контактной части в направлении и выполнения соединения или разъединения с неподвижной контактной частью.
Первый ползунок 10 размещен на внутренней стороне 5 первого корпуса 2 и соединяется с исполнительным блоком первого переключающего устройства 200, а второй ползунок 10′ размещен на внутренней стороне 5′ второго корпуса 2′ и соединяется с исполнительным блоком второго переключающего устройства 200′. В этом примере углубление 9, 9′ предусмотрено на внутренней стороне 5, 5′ каждого корпуса 2, 2′ для удерживания соответствующего ползунка 10, 10′. Плоскость P скольжения определена и имеет X- и Y-ось, при этом Y-ось определена в направлении движения подвижных частей переключающих устройств. Каждый из ползунков 10, 10′ сконфигурирован, чтобы скользить в направлении Y-оси плоскости P скольжения. Канавка 7, 8 для скольжения может быть дополнительно предусмотрена в углублении 9 корпуса 2 для облегчения скользящего движения ползунка 10.
Кроме того, исполнительный соединитель 14, 14′ предусмотрен на каждом из ползунков 10, 10′ для присоединения ползунка 10, 10′ к исполнительному блоку соответствующего переключающего устройства 200, 200′. Отверстие 24, 24′ дополнительно предусмотрено в каждом из углублений 9, 9′, чтобы предоставлять возможность исполнительному соединителю 14, 14′ протягиваться сквозь него. Поэтому, как и подвижная контактная часть переключающего устройства 200, 200′, ползунки 10, 10′ также приводятся в движение посредством исполнительного блока.
Держатель, в этом примере в форме углубления 23, 23′, дополнительно предусмотрен на внутренней стороне корпуса 2, 2′ для удерживания оси 30. Ось 30 расположена перпендикулярно плоскости P скольжения, что, следовательно, означает, что ось 30 перпендикулярна направлению движения исполнительного блока переключающих устройств 200, 200′.
Полезно, чтобы ось 30 была размещена перпендикулярно плоскости P скольжения, за счет чего возможно создавать привязанный к форме размер в пресс-форме, которая должна быть использована, чтобы создавать углубление 23, 23′. Привязанный к форме размер в пресс-форме предоставляет возможность реализации более точного углубления и уменьшает зазор между осью и углублением.
Кроме того, чтобы предотвращать одновременное замыкание переключающих устройств 200, 200′, кулачок 40 сконфигурирован, чтобы иметь возможность вращения только вокруг оси 30, когда оба переключающих устройства 200, 200′ находятся в разомкнутых положениях.
Со ссылкой на Фиг. 5a-c кулачок 40 включает в себя две стороны, противоположные друг другу. Первый и второй блокирующий элемент 42, 42′ дополнительно предусмотрены на каждой из сторон кулачка 40 и выступают вбок в направлении X-оси. Кулачок может иметь возможность поворачиваться вокруг оси в диапазоне 80°-100°, предпочтительно около 90° в направлении X-оси, или R. В этом примере кулачок 40 является устанавливаемым на оси 30. В этом случае сквозное отверстие 43 предусмотрено на кулачке 40. Альтернативно, кулачок может быть сформирован с осью как единый фрагмент. Кулачок и ось могут быть выполнены из металла, например, стали, и/или твердой пластмассы.
В этом примере кулачок 30 имеет изогнутый контур, так что кулачок может вращаться в относительно небольшом пространстве, следовательно, достигается компактный механизм взаимной блокировки. Предпочтительно, изогнутый контур является аркообразным. Следует понимать, что другие структуры кулачка могут быть применимы к изобретению.
1
Кроме того, отверстие 12, 12′ предусмотрено на одном конце каждого из ползунков 10, 10′ для удерживания соответствующего блокирующего элемента 42, 42′, когда соответствующее переключающее устройство находится в замкнутом положении. Отверстие имеет ширину W, заданную так, чтобы иметь возможность удерживать кулачок. В этом примере отверстие 12 дополнительно содержит внешний сегмент 15, обращенный к корпусу 2 и имеющий ширину W, меньшую, чем W. Внешний сегмент дополнительно сконфигурирован, чтобы удерживать блокирующий элемент 42, когда соответствующее переключающее устройство 200 находится в замкнутом положении.
Фиг. 5d-e показывает вид сверху и сбоку механизма 1 взаимной блокировки в положении взаимной блокировки, когда первое переключающее устройство 200 находится в замкнутом положении, и второй блокирующий элемент 42′ блокирует второй ползунок 10′, чтобы предохранять второе переключающее устройство 200′ от операции соединения.
Со ссылкой на Фиг. 5f-g, следуя за операцией соединения/замыкания второго переключающего устройства 200′, второй ползунок 10′ приводится в движение посредством исполнительного блока и перемещается по направлению к замкнутому положению. Перемещение второго ползунка 10′ дополнительно преобразуется во вращательное движение кулачка 40, так что кулачок 40 поворачивается в положение, в котором второй блокирующий элемент 42′ удерживается во внешнем сегменте отверстия 12′, тогда как первый блокирующий элемент 42 блокирует первый ползунок 10, чтобы предохранять первое переключающее устройство 200 от операции соединения/замыкания.
В этом примере первый и второй блокирующие элементы 42, 42′ расположены перпендикулярно друг другу. Однако могут быть возможны другие расположения блокирующих элементов также.
Как показано на Фиг. 2, во время использования такой механизм взаимной блокировки может быть размещен между двумя идентичными переключающими устройствами 200, 200′, которые имеют одинаковый размер.
Со ссылкой на Фиг. 3, 3a и 4, чтобы иметь возможность взаимно блокировать переключающие устройства различного размера, предусматривается третий корпус 3, который должен быть размещен между первым и вторым корпусами 2, 2′. Первый ползунок 110 дополнительно приспособлен к размеру первого переключающего устройства 210. Таким образом, переключающие устройства 210, 200′ различных размеров могут быть взаимно блокированы посредством механизма 1′ взаимной блокировки.
Необязательно, замок 15 защелки предусмотрен и выступает внутрь с одного края корпуса и выполнен с возможностью взаимодействия с крюком 16 защелки, размещенным на другом конце ползунка. Это защелкивающееся соединение предоставляет возможность неподвижного ползунка при установке и соединении механизма 1/1′ взаимной блокировки с переключающими устройствами 200/210, 200′ и, следовательно, предоставляет возможность легкой установки. Как замок 15 защелки, так и крючок защелки выполнены из гибкого материала, например термопластика, который будет немного отклоняться во время операции соединения. Понятно, что могут применяться другие виды защелкивающихся соединений также.
Дополнительными преимуществами изобретения являются простота установки, компактный размер, простота производства благодаря меньшему количеству компонентов и, следовательно, меньшая стоимость производства.