НИЗКОВОЛЬТНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ С ИНДИКАТОРОМ СОСТОЯНИЯ КОНТАКТА
LOW-VOLTAGE SWITCH WITH CONTACT STATE INDICATOR

Область техники
Настоящее изобретение относится к низковольтному выключателю, снабженному устройством индикатора состояния контакта.
Предшествующий уровень техники
Известен выключатель, в частности, низковольтный выключатель, позиционируемый между замкнутым положением, в котором он создает электрический и механический контакт между подвижными контактными элементами и фиксированными контактными элементами, и разомкнутым положением, в котором электрический и механический контакт между подвижными и фиксированными контактами исключен.
Выключатель этого вида обычно содержит позиционирующий механизм, устанавливаемый из разомкнутого положения в замкнутое положение средством ручного управления, таким как кнопка или рычаг, управляемый пользователем, и устанавливаемый из замкнутого положения в разомкнутое положение посредством вышеупомянутого средства ручного управления или аварийно-защитным средством. Эти аварийно-защитные средства способны детектировать любые отказы, которые происходят, такие как короткое замыкание, перегрузка или пробой на землю, которые имеют потенциально катастрофические последствия для системы и приборов, подключенных к ней. В неисправных состояниях и с замкнутым выключателем аварийно-защитное средство, таким образом, воздействует на позиционирующий механизм, определяя размыкание выключателя посредством освобождения позиционирующего механизма, который в разомкнутых состояниях, управляемых аварийно-защитным средством, обычно отсоединяется от средства ручного управления.
Средство ручного управления может позиционироваться пользователем в разомкнутое положение и в замкнутое положение, также возможно отслеживание состояния выключателя (разомкнутое или замкнутое). Однако, поскольку аварийно-защитное средство, как иллюстрировано выше, обычно воздействует на позиционирующий механизм контактов, но не на средство ручного управления, может возникнуть ситуация, в которой, следом за детектированием отказа аварийно-защитным средством и размыканием выключателя, средство ручного управления все еще позиционируется в своем замкнутом положении, т.е., в положении, которое не соответствует фактическому состоянию контактов.
Чтобы преодолевать этот недостаток, известен выключатель вышеупомянутого типа, также снабженный устройством индикатора положения контакта, которое указывает, действительно ли контакты соединены, несмотря на состояние средства ручного управления. Устройство индикатора этого вида обычно функционально связано с позиционирующим механизмом через такие механизмы, как системы соединений, редукторы и пружины, которые делают структуру выключателя более тяжелой и более сложной.
Краткое описание существа изобретения
Задачей настоящего изобретения является упрощение структуры устройства индикатора положения контакта для выключателя, в частности, низковольтного выключателя.
В соответствии с изобретением эта задача решается посредством выключателя, в частности, низковольтного выключателя, содержащего корпус, включающий в себя, по меньшей мере, один первый фиксированный контакт и, по меньшей мере, один соответствующий второй подвижный контакт, взаимно соединяемые в замкнутом положении и разъединяемые в разомкнутом положении, причем выключатель также содержит позиционирующий механизм для электрических контактов между замкнутым положением и разомкнутым положением. Выключатель согласно настоящему изобретению отличается тем, что он содержит устройство индикатора состояния контакта, содержащее:
первую визуальную часть, позиционируемую образом, видимым снаружи корпуса выключателя между первым положением, соответствующим замкнутому положению, и вторым положением, соответствующим второму положению, вторую конечную часть, функционально связанную с позиционирующим механизмом, и третью промежуточную часть, содержащую элемент эластично растягиваемой и сжимаемой формы, который формирует силу упругости и воздействует на положение визуальной части согласно перемещению конечной части.
С функциональной точки зрения в выключателе согласно изобретению перемещение позиционирующего механизма подразумевает перемещение конечной части устройства индикатора состояния контакта, последующую деформацию промежуточной части устройства индикатора состояния контакта и, наконец, перемещение визуальной части, видимой снаружи корпуса выключателя.
Упругая деформация промежуточной части устройства индикатора состояния контакта, таким образом, делает ненужным применение сложных механизмов и, следовательно, обеспечивает более простую конфигурацию выключателя, а также облегчение операций изготовления и сборки.
Во второй промежуточной части формованный элемент предпочтительно предполагает, по существу, пружинную структуру, способную формировать силу упругости. Предпочтительно, упруго деформируемый формованный элемент применяется так, что он растягивается и сжимается между положением покоя и растянутым положением, причем каждое из двух положений соответствует одному из положений, допускаемых позиционирующим механизмом, и, таким образом, действительному состоянию контактов и соответствующим положениям визуальной части устройства индикатора состояния контакта. Следовательно, когда позиционирующий механизм выполняет перемещение, которое вынуждает формованный элемент перемещаться из положения покоя в растянутое положение, формованный элемент деформируется и, подобно пружине, нагружается, причем для визуальной части устройства индикатора состояния контакта вызывает перемещение в положение, соответствующее растянутому положению змеевика. Напротив, когда позиционирующий механизм выполняет перемещение из растянутого положения в положение покоя, формованный элемент формирует свою силу упругости, которая возвращает его в положение покоя посредством толчка, который возвращает визуальную часть в положение, соответствующее положению покоя формованного элемента.
Предпочтительно, устройство индикатора состояния контакта выполнено единой деталью.
Предпочтительно, формованный элемент сжат в положении покоя и разжат в растянутом положении, но также возможно, что формованный элемент разжат в положении покоя и сжат в растянутом положении.
Предпочтительно, вторая конечная часть устройства индикатора состояния контакта зацеплена за позиционирующий механизм, который, во время прохождения из замкнутого положения в разомкнутое положение или наоборот, соответственно перемещает конечную часть между отдаленным положением и приближенным положением относительно визуальной части, или наоборот.
Первая визуальная часть предпочтительно прикреплена с возможностью вращения к фиксированной оси и является подвижной на основе положения, допускаемого второй конечной частью. Следовательно, перемещение второй конечной части из приближенного положения в отдаленное положение вызывает расширение третьей промежуточной части и поворот первой визуальной части в положение, соответствующее отдаленному положению второй конечной части; наоборот, перемещение второй конечной части из отдаленного положения в приближенное положение вызывает поворот первой визуальной части в положение, соответствующее приближенному положению второй конечной части.
Предпочтительно, вторая конечная часть описывает дугу окружности между приближенным положением и отдаленным положением с тем, чтобы растягивать и расширять формованный элемент и поворачивать первую визуальную часть.
В предпочтительном варианте осуществления выключателя согласно настоящему изобретению формованный элемент третьей промежуточной части содержит множество прямолинейных секций, соединенных посредством изогнутых секций. Например, в возможном варианте осуществления выключателя согласно настоящему изобретению вторая конечная часть представляет цилиндрический выступ, функционально связанный с полостью рычага позиционирующего механизма; формованный элемент третьей промежуточной части может преимущественно содержать первую, вторую, третью, четвертую и пятую прямолинейную секции, соединенные последовательно посредством первой, второй, третьей и четвертой изогнутых секций, причем первая прямолинейная секция жестко связана с цилиндрическим выступом, пятая прямолинейная секция жестко связана с первой визуальной частью.
Предпочтительно, формованный элемент третьей промежуточной части, по существу, вытянут в форме змеевика.
Предпочтительно, визуальная часть содержит первый и второй секторы различных цветов, например, зеленого и красного, положение которых относительно корпуса выключателя связано с соответствующим положением контактов (замкнуты/разомкнуты), с соответствующим положением второй конечной части (приближенным/отдаленным), с соответствующим положением третьей промежуточной части (в покое/растянута).
Предпочтительно, первая визуальная часть обращена лицевой поверхностью к отверстию корпуса выключателя, которое позволяет видеть первый или второй визуальные секторы снаружи корпуса.
Предпочтительно, устройство индикатора состояния контакта выполнено из пластмассы и выполнено посредством формовки с достаточным упрощением процесса изготовления устройства и выключателя согласно изобретению.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает внутренний и частичный вид выключателя согласно настоящему изобретению в его первом положении;
Фиг.2 изображает вид, аналогичный виду на фиг.1, но во втором положении выключателя;
Фиг.3 изображает вариант осуществления устройства индикатора состояния контакта на фиг.1.
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
Низковольтный выключатель 1 согласно настоящему изобретению предназначен для соединения между электрическими контактами, но контакты не являются контактами традиционного типа. Выключатель 1 содержит корпус 12, выполненный из пластмассы, содержащий, по меньшей мере, один первый фиксированный контакт и, по меньшей мере, один соответствующий второй подвижный контакт, взаимно соединяемые в замкнутом положении и разъединяемые в разомкнутом положении.
Кроме того, также внутри корпуса 12 выключателя 1 присутствует позиционирующий механизм 2 для позиционирования электрических контактов между замкнутым положением, показанным на фиг.2, и разомкнутым положением, показанным на фиг.1. Положение позиционирующего механизма 2 управляется средством ручного управления (не показано на чертежах), устанавливаемым пользователем, или ограничивается только разомкнутым положением посредством аварийно-защитного средства, которое действует в случае детектирования отказа, размыкая контакты.
Позиционирующий механизм содержит, например, рычаг 21, поворачиваемый в точке 22 поворота рычага. В целях настоящего изобретения термин "средство ручного управления" означает средство для управления выключателем, устанавливаемое пользователем, и, таким образом, включает в себя не только ручные средства, такие как рычаги, ручки и т.п., но также механические или электромеханические средства, такие как приводные средства управления, управляемые пользователями. В выключателе согласно настоящему изобретению средство ручного управления, средство позиционирования и электрические контакты могут быть традиционного типа и, следовательно, не иллюстрируются детально.
Выключатель 1 согласно настоящему изобретению также содержит устройство 3 индикатора состояния контакта, имеющее возможность указывать пользователю положение, допускаемое электрическими контактами, независимо от позиционирования средства ручного управления. Средство 3 индикатора состояния контакта предпочтительно выполнено из одного куска пластмассы, структурированного так, чтобы представлять первую визуальную часть 4 и вторую конечную часть 6 с третьей промежуточной частью 5 между ними.
В иллюстрированном варианте осуществления первая визуальная часть 4 формируется посредством втулки 41, представляющей, внутри, коаксиальную цилиндрическую полость 42. Первая визуальная часть 4 предпочтительно делится на два визуальных сектора: визуальный сектор 43 замкнутого состояния, например, красного цвета, и визуальный сектор 44 разомкнутого состояния, например, зеленого цвета. Первая визуальная часть 4 выполнена с возможностью поворота по фиксированной оси 8, размещенной в полости 42 корпуса 12, и обращена лицевой стороной к смотровому отверстию 121, выполненному в корпусе 12. Таким образом, поворот визуальной части 4 вокруг оси 8 вызывает изменение цвета, зеленого и красного, видимого снаружи корпуса 12 через смотровое отверстие 121.
Вторая конечная часть 6 устройства 3 индикатора состояния контакта предпочтительно соединена с позиционирующим механизмом 2 в точке 9, подходящей, чтобы описывать, в движении, дугу окружности, так что вторая конечная часть 6 следует за его движением между приближенным положением и отдаленным положением относительно первой визуальной части 4. Вторая конечная часть 6 представляет, например, цилиндрический выступ 61, который вставляется в полость 91, которая является частью рычага 21 позиционирующего механизма 2. Третья промежуточная часть 5 устройства 3 индикатора состояния контакта соединена в одной части как со второй конечной частью 6, так и с первой визуальной частью 4.
Третья промежуточная часть 5 способна поворачивать первую визуальную часть 4 на основе положения, в котором находится вторая конечная часть 5. Третья промежуточная часть 5 также подвергается упругой деформации, как может быть видно посредством сравнения фиг.1 и 2.
Формованный элемент третьей промежуточной части 5, таким образом, предпочтительно структурирован, по существу, как пружина для того, чтобы формировать силу упругости.
В частности, в показанном варианте осуществления формованный элемент третьей промежуточной части 5 имеет, по существу, форму 7 в виде змеевика, способную действовать как пружина. Змеевик 7 формируется посредством чередующихся прямолинейных сегментов 71, 76 и 77 и изогнутых сегментов 72a, 72b, 72c и 72d и прямолинейного сегмента 73, соединяющего вторую конечную часть 6 и прямолинейного сегмента 74 для периферийного соединения с первой визуальной частью 4, и, по существу, проходит в параллельных плоскостях, перпендикулярных оси 8 вращения первой визуальной части 4 и перемещению второй конечной части 6.
Формованный элемент третьей промежуточной части 5, а, в частности, змеевик 7, является деформируемым между:
положением покоя (фиг.1 и 3), соответствующим разомкнутому положению контактов (фиг.1), в котором прямолинейные сегменты 71, 76 и 77, по существу, взаимно параллельны, а изогнутые сегменты 72a и 72b, по существу, имеют форму подковы, кривая 72c имеет острый угол, а кривая 72d имеет прямой угол;
растянутым положением, соответствующим замкнутому положению контактов (фиг.2), в котором прямолинейные сегменты 71, 76 и 77 имеют тенденцию терять параллельность, кривая 72c имеет тенденцию раскрываться до прямого угла, кривая 72b имеет тенденцию раскрываться, а кривая 72d имеет тенденцию смыкаться до острого угла, всему этому противопоставляется сила упругости змеевика 7, которая оказывает усилие для возвращения в состояние покоя.
Следует отметить, что упругое действие третьей промежуточной части 5 таково, что, когда она находится в состоянии покоя, первая визуальная часть 4 позиционируется так, чтобы видеть, снаружи отверстия 121 корпуса 12, визуальную секцию 44 разомкнутого состояния и, наоборот, когда третья промежуточная часть 5 находится в растянутом положении, первая визуальная часть 4 позиционируется так, чтобы видеть, снаружи отверстия 121 корпуса 12, визуальный сектор 43 замкнутого состояния.
В условиях разомкнутых электрических контактов выключатель находится в ситуации на фиг.1. В этом положении позиционирующий механизм 2 позволяет третьей промежуточной части 5 устройства 3 индикатора состояния контакта находиться в положении покоя с последующим просмотром, снаружи отверстия 121, зеленого цвета визуального сектора 44 разомкнутого состояния, связанного с разомкнутым состоянием контактов.
Из разомкнутого положения, замыкание контактов, благодаря позиционирующему механизму 2, вызывает перемещение по дуге окружности второй конечной части 6 устройства 3 индикатора состояния контакта. Это заставляет вторую конечную часть 6 и первую визуальную часть 4 перемещаться взаимно друг от друга; следовательно, упругая деформация третьей промежуточной части 5 получается с раскрыванием змеевика 7 против возвращающей упругой силы и с поворотом первой визуальной части 4 так, чтобы видеть красный цвет снаружи отверстия 121, связанный с замкнутым состоянием контактов. В замкнутом положении (фиг.2) третья промежуточная часть 5 находится в растянутом положении.
Когда позиционирующий механизм 2 возвращается в разомкнутое положение (фиг.1), посредством пользователя, воздействующего на средство ручного управления, или посредством аварийно-защитного средства на основе детектирования отказа, вторая конечная часть 6 устройства 3 индикатора состояния контакта возвращается по направлению к первой визуальной части 4, допуская новую деформацию третьей промежуточной части 5, которая оказывает усилие по возврату в положение покоя и вызывает изменение положения первой визуальной части 4 так, что последняя показывает зеленый визуальный сектор 44 разомкнутого состояния через отверстие 121 корпуса 12.
Следует отметить, что дуга окружности, которую описывает вторая конечная часть 6 устройства 3 индикатора состояния контакта, является траекторией с двумя составляющими, которыми являются, со ссылкой на фиг.1 и 2:
вертикальная составляющая, которая действует преобладающим образом при растягивании/сокращении змеевика 7;
горизонтальная составляющая, которая действует преобладающим образом, чтобы двигать змеевик 7 влево/вправо с тем, чтобы иметь тенденцию поворачивать визуальную часть 4 по/против часовой стрелки и наблюдать красный/зеленый сектор.
Следует отметить, что настоящий вариант осуществления является очень надежным, поскольку деформации принципиально затрагивают третью промежуточную часть 5, и не существует чрезмерных перегрузок на соединениях между третьей промежуточной частью 5 и первой визуальной частью 4 или между третьей промежуточной частью 5 и второй конечной частью 6. Что касается первого из соединений, в действительности, можно отметить, что прямолинейный сегмент 74 имеет склонность поворачивать первую визуальную часть 4 без деформации, поскольку существуют предпочтительные области деформации, созданные между изогнутыми секциями 72a, 72b, 72c и 72d.
Чтобы резюмировать, следующая таблица сводит состояния составляющих, описанных выше:
Таблица
контакты
позиционирующий механизм
конечная часть
промежуточная часть
визуальная часть
фиг.1
разомкнуты
разомкнутое положение
приближена
в покое (сжата)
зеленая
фиг.2
замкнуты
замкнутое положение
отдалена
растянута (раскрыта)
красная
Важно отметить, что могут быть, в других вариантах осуществления, другие типы связей (т.е., приближенная конечная часть может быть связана с разомкнутым положением контактов и с красным визуальным положением).
Важное преимущество, достигнутое посредством настоящего изобретения, существует благодаря тому факту, что вышеупомянутое устройство индикатора состояния контакта проходит преимущественно в плоскости, что делает его легко вставляемым между двумя различными стенками корпуса выключателя. Это преимущество хорошо коррелирует с предпочтительным применением пружины в форме змеевика, а не цилиндрической пружины, которая, как правило, требует большего объема.
На основе предоставленного описания другие характеристики, модификации или улучшения возможны и очевидны специалисту в данной области техники. Эти характеристики, модификации и улучшения, следовательно, должны считаться частью настоящей модели. На практике, использованные материалы и возможные размеры и формы могут быть любыми согласно требованиям и состоянию уровня техники.