RU2679420C1

RU2679420C1 - Двойной роликовый стопор для пускового механизма для устройства переключения

Info

Publication number: RU2679420C1
Application number: RU2018111395A
Authority: RU
Inventors: Беттина КЛЯЙНИГ; Людвик ГОДЕЗА
Original assignee: Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2019-02-08
Also published as: CN108140498B; EP3332411A1; CN108140498A; DE102015219041B4; US10777369B2; DE102015219041A1; US20180286601A1; WO2017055053A1; EP3332411B1

Abstract

Изобретение относится к пусковому механизму для устройства переключения, в частности для устройств и установок низкого напряжения, устройств и установок среднего напряжения и/или устройств и установок высокого напряжения, причем рычаг имеет для блокировки два ролика. Техническим результатом является упрощение изготовления, предотвращение непреднамеренного расклинивания. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к пусковому механизму для устройства переключения, в частности для устройств и установок низкого напряжения, устройств и установок среднего напряжения и/или устройств и установок высокого напряжения.

Из уровня техники известны одинарные стопоры, например для вакуумных контакторов. У них приводной рычаг прижимается нажимной пружиной в положение переключения "выкл.". Для того чтобы без полезной работы удерживать устройство переключения в положении переключения "вкл.", приводной рычаг механически защелкивается, то есть стопорится. Для этого на приводном рычаге закреплен защелкивающийся блок. В положении переключения "вкл." приводной рычаг блокируется пальцем. Палец является составной частью рычага, который при помощи пружины и прикладываемого ею усилия пружины удерживается в защелкнутом положении. Состоящий из пальца и рычага стопор может при помощи катушки магнита (отпускающего магнита) и ее магнитного поля вытягиваться из защелкнутого положения и таким образом деблокировать приводной рычаг, или же рычаг и палец механически вытягиваются при помощи штанги из защелкнутого положения, для того чтобы деблокировать приводной рычаг.

Такая система допускает лишь крайне малые допуски, для того чтобы предотвращать непреднамеренное расклинивание, то есть деблокирование приводного рычага.

Уже малые допуски приводят у такой системы к высокому трению, в частности между защелкивающимся блоком и пальцем.

В итоге у известных систем требуются для механического пуска, то есть расклинивания, высокие пусковые усилия, например в описанном варианте осуществления примерно в 100 Н.

Также для электромагнитного пуска или расклинивания необходимы высокие усилия, вследствие чего необходимы дорогостоящие специальные исполнения для отпускающих магнитов, электромагнитов. Высокие пусковые усилия обуславливают громоздкое исполнение конструктивных элементов и сильные пружины. Также рычаг стопора должен свариваться ввиду высоких усилий, что приводит к трудоемкому способу изготовления.

Так как на штанге для механического пуска возникают поперечные усилия, необходима дополнительная опора, для того чтобы предотвращать или минимизировать дополнительные силы трения.

Исходя из этого, задача изобретения предоставить проще изготовляемый и более экономичный пусковой механизм, который одновременно предотвращает непреднамеренное расклинивание, то есть пуск, например из-за вибраций/тряски.

Эта задача решается с помощью независимого пункта 1 формулы изобретения и зависимых от него пунктов формулы изобретения.

Согласно изобретению раскрывается пусковой механизм для устройства переключения с приводным рычагом, механическим накопителем энергии, который подходит для того, чтобы воздействовать на приводной рычаг, и стопорным устройством. Стопорное устройство предпочтительно имеет первый стопорный элемент на приводном рычаге, рычаг с первым роликом и вторым роликом, второй стопорный элемент и пусковой элемент. Первый ролик и второй ролик установлены с возможностью вращения в или на рычаге. Второй стопорный элемент воздействует в блокированном положении на первый ролик таким образом, что рычаг застопорен против движения в направлении второго стопорного элемента, то есть также в направлении третьей точки вращения, точки вращения второго стопорного элемента. Второй ролик воздействует на первый стопорный элемент таким образом, что первый стопорный элемент застопорен против движения от механического накопителя энергии или к механическому накопителю энергии. Обозначение "блокированное положение" относится как к стопорению рычага против движения в направлении второго стопорного элемента, так и к стопорению первого стопорного элемента против движения от механического накопителя энергии или к механическому накопителю энергии. Второй стопорный элемент может при помощи пускового элемента перемещаться таким образом, что второй стопорный элемент перемещается из блокированного положения от первого ролика, и рычаг с первым роликом и вторым роликом удаляется из блокированного положения, в котором первый стопорный элемент застопорен против движения от механического накопителя энергии или к механическому накопителю энергии, так что первый стопорный элемент может прокатываться по второму ролику, и приводной рычаг благодаря энергии, накопленной в механическом накопителе энергии, имеет возможность перемещения или может перемещаться от механического накопителя энергии или к нему.

При помощи подобного пускового механизма, возможно, что переключатель надежно удерживается в положении "вкл.", однако посредством нагруженного энергией механического накопителя энергии может быстро и надежно переводиться в положение "выкл.", благодаря тому, что стопорение посредством пускового элемента расклинивается, то есть блокировка снимается и деблокируется.

Предпочтительным является пусковой механизм для устройства переключения, у которого механический накопитель энергии является пружинным элементом, далее предпочтительно нажимной пружиной.

Также является предпочтительным пусковой механизм для устройства переключения, у которого приводной рычаг установлен с возможностью поворота на первой точке вращения, и рычаг установлен с возможностью поворота на второй точке вращения, и второй ролик расположен между второй точкой вращения и первым роликом. Второй стопорный элемент установлен с возможностью поворота на третьей точке вращения. Второй стопорный элемент на стороне третьей точки вращения, отвернутой от первого ролика, и на стороне, обращенной к пусковому элементу, прилегает к упору, который предотвращает вращательное движение стороны второго стопорного элемента, обращенной к первому ролику, в направлении, отвернутом от второго ролика. Второй стопорный элемент может посредством пускового элемента приводиться в такое вращательное движение, что обращенная к первому ролику сторона второго стопорного элемента перемещается, если смотреть от третьей точки вращения, от первого ролика и ко второму ролику и - если необходимо - также далее мимо второго ролика, так что рычаг перемещается в направлении третьей точки вращения, и первый стопорный элемент прокатывается по второму ролику, и таким образом первый стопорный элемент деблокируется, так что приводной рычаг посредством нажимной пружины или механического накопителя энергии приводится во вращательное движение вокруг первой точки вращения.

Предпочтительным является также пусковой механизм для устройства переключения, причем второй стопорный элемент предварительно напряжен торсионной пружиной с механическим усилием.

Дальнейшим примером осуществления является пусковой механизм для устройства переключения, причем второй стопорный элемент посредством торсионной пружины с механическим усилием дополнительно защищен от поворота, и в деблокированном положении вызывается возвратное усилие на стопорный элемент в направлении блокированного положения, причем деблокированное положение характеризуется тем, что рычаг не застопорен против движения в направлении второго стопорного элемента, и первый стопорный элемент не застопорен против движения от механического накопителя энергии или к механическому накопителю энергии.

Предпочтительным является также пусковой механизм для устройства переключения, причем второй ролик смещен на рычаге относительно первого ролика в направлении приводного рычага.

Предпочтительным является также пусковой механизм для устройства переключения, причем второй стопорный элемент в блокированном положении отклонен на отвернутой от первого ролика стороне на 0,2°-0,5° от вертикальной оси, то есть от продольной оси второго стопорного элемента в вертикальной ориентации, в направлении упора. Другими словами: ось собачки/защелки и/или второго стопорного элемента наклонена в блокированном положении, в котором собачка и/или второй стопорный элемент прилегает к упору, на 0,2°-0,5°, а именно таким образом, что сторона второго стопорного элемента, которая, если смотреть от третьей точки вращения, отвернута от первого ролика, закручена в направлении второго ролика. В частности ось, относительно которой наклонен второй стопорный элемент, может также образовываться посредством оси, проходящей через третью точку вращения и точку вращения первого ролика.

Предпочтительным является также пусковой механизм для устройства переключения, причем края второго стопорного элемента, которые в блокированном положении обращены к первому ролику, закруглены.

В дальнейшем примере осуществления первый ролик и второй ролик имеют различные диаметры.

Предпочтительным является также пусковой механизм для устройства переключения, у которого пусковым элементом является отпускающий магнит, в частности электромагнит или катушка, в частности катушка магнита.

Предпочтительным является также пусковой механизм для устройства переключения, причем отпускающий магнит может приводиться в действие как механически, так и электрически.

Далее является предпочтительным пусковой механизм для устройства переключения, у которого необходимое усилие для пуска механической деблокировки при помощи пускового элемента, действующее на второй стопорный элемент, меньше 50 Н, предпочтительно меньше 30 Н, предпочтительно меньше 25 Н, далее предпочтительно составляет 20 Н (±) 2 Н.

В дальнейшем примере осуществления пускового механизма для устройства переключения второй стопорный элемент является собачкой/защелкой или полувалом.

Далее предмет изобретения разъясняется более подробно при помощи отдельных изображений и фигур чертежа. На чертеже показаны:

фиг. 1 - вид в разрезе защелкивания из уровня техники;

фиг. 2 - схематичное изображение рычагов и усилий для защелкивания согласно фиг. 1;

фиг. 3 - разрез соответствующего изобретению защелкивания и пускового устройства;

фиг. 4 - схематичное изображение защелкивания и пуска и плеч усилий согласно фиг. 3; и

фиг. 5 - схематичное изображение наклона второго стопорного элемента.

Фиг. 1 показывает защелкивание и соответствующий пусковой механизм из уровня техники, например вакуумный контактор Siemens 3TLG. Приводной рычаг 2 с точкой 1 вращения приводного рычага прижимается нажимной пружиной 5 в направлении положения переключения "выкл.". Для того чтобы приводной рычаг 2 и таким образом устройство переключения удерживать в положении переключения "вкл.", приводной рычаг 2 механически защелкивается.

Это защелкивание осуществляется при помощи закрепленного на приводном рычаге 2 защелкивающегося блока 8. Этот защелкивающийся блок 8 блокируется в положении переключения "вкл." пальцем 12.

Палец 12 является составной частью рычага 3, причем рычаг 3 удерживается усилием торсионной пружины 6 в защелкнутом положении.

Для расклинивания, то есть для пуска переключателя, чтобы он мог попадать в положение переключения "выкл.", либо на катушку 7 магнита подается напряжение, причем магнитное поле катушки 7 магнита притягивает рычаг 3 из защелкнутого положения и таким образом деблокирует приводной рычаг 2, либо рычаг 3 механически притягивается штангой 10 из блокированного положения, так что палец 12 деблокирует в свою очередь защелкивающийся блок 8 и тем самым рычаг 3.

Штанга 10 для сокращения нежелательных усилий проводится в опоре 11.

Также показан подкладной металлический лист 9 под катушкой магнита.

Фиг. 2 показывает в верхней части схематичную и принципиальную конструкцию пускового устройства согласно уровню техники.

Приводной рычаг 20 установлен с возможностью поворота на точке 1 вращения приводного рычага. Нажимная пружина 50 воздействует на приводной рычаг 20. Приводной рычаг 20 удерживается пальцем 120 в положении "вкл.", если переключатель находится в защелкнутом положении переключения "вкл.".

Палец 120 закреплен на рычаге 30, и рычаг 30 установлен с возможностью поворота на точке 40 вращения, и благодаря торсионной пружине 60 рычаг удерживается в защелкнутом положении, например прижимается в него.

Рычаг 30 может либо посредством штанги 100, либо катушки 70 магнита перемещаться из блокированного положения, так что приводной рычаг 20 деблокируется и может перемещаться нажимной пружиной 50.

Нижняя часть фиг. 2 также показывает приводной рычаг 20 в блокированном положении, причем показано плечо 130 усилия пальца, плечо 140 усилия катушки, плечо 150 усилия штанги и поперечное усилие 160.

Фиг. 3 показывает разрез соответствующего изобретению пускового механизма. Приводной рычаг 112 установлен с возможностью поворота на точке 111 вращения приводного рычага. В положении переключения "вкл." приводной рычаг 112 через первый стопорный элемент 1116, который может быть выполнен в виде собачки/защелки, застопорен вторым роликом 1110 в отношении движения от механического накопителя энергии, в данном случае нажимной пружины 115. Стопорный элемент 1116 неподвижно соединен с приводным рычагом 112. Второй ролик 1110 установлен с возможностью вращения на рычаге 113. Сам рычаг 113 установлен с возможностью поворота на точке вращения рычага 113, второй точке 114 вращения.

В блокированном положении, то есть в защелкнутом положении переключения "вкл." переключателя, рычаг 113 через установленный на рычаге 113 с возможностью вращения первый ролик 1111 блокируется вторым стопорным элементом 118 против движения от первого стопорного элемента 1116. Второй стопорный элемент 118 ниже третьей точки 119 вращения, на которой второй стопорный элемент 118 установлен с возможностью поворота, и на стороне, которая обращена к точке вращения рычага 113, то есть ко второй точке 114 вращения, прилегает к упору 1119. Упор 1119 может быть в принципе (что здесь не изображено) также предусмотрен выше третьей точки 119 вращения, на которой второй стопорный элемент 118 установлен с возможностью поворота, и на стороне второго стопорного элемента 118, которая отвернута от точки вращения рычага 113, то есть второй точки 114 вращения.

Для пуска или расклинивания пусковой элемент 117 может либо механически, либо электрически приводить второй стопорный элемент 118 в движение или вращение. Благодаря этому движению второй стопорный элемент 118 перемещается от первого ролика 1111 и таким образом деблокирует рычаг 113. В частности конец второго стопорного элемента 118, который обращен к первому ролику 1111, может перемещаться от первого ролика 1111 ко второму ролику 1110 и - если необходимо - даже далее мимо второго ролика 1110. Деблокированный рычаг 113 перемещается в направлении второго стопорного элемента 118 и создает таким образом условия для прокатывания первого стопорного элемента 1116 по второму ролику 1110 рычага 113. Деблокированный таким образом, расклиненный или освобожденный приводной рычаг 112 может теперь благодаря механическому накопителю энергии 115, в данном случае нажимной пружине 115, поворачиваться вокруг точки 111 вращения приводного рычага и таким образом переводить переключатель в положение "выкл.".

Торсионная пружина 116 на точке вращения второго стопорного элемента 118, то есть на третьей точке 119 вращения, является причиной того, что в случае перевода переключателя в положение "вкл." второй стопорный элемент 118 снова поворачивается обратно в защелкнутое или блокированное положение, что делает способным или перемещает рычаг 113 для стопорения первого стопорного элемента 1116.

Верхняя часть фиг. 4 схематично показывает структуру фиг. 3. Приводной рычаг 112 установлен с возможностью поворота на точке 111 вращения приводного рычага. Приводной рычаг 112 стопорится вторым роликом 1110, и пружина 115 не может прижимать приводной рычаг 112 из блокированного положения. Второй ролик 1110 соединен плечом 113` рычага с точкой вращения рычага 113, то есть второй точкой вращения 114. На рычаге 113 закреплен также первый ролик 1111, и рычаг 113 стопорится вторым стопорным элементом 118, который воздействует на первый ролик 1111, против движения в направлении второго стопорного элемента 118. Второй стопорный элемент 118 вместе с торсионной пружиной 116 установлен с возможностью поворота на точке вращения второго стопорного элемента 118, то есть третьей точке 119 вращения. Пусковой элемент 117 предусмотрен таким образом, что он может воздействовать на второй стопорный элемент 118 и через вызванное вращательное движение второго стопорного элемента 118 может деблокировать рычаг 113 и тем самым приводной рычаг 112.

В нижней части фиг. 4 изображены плечи усилий на сторонах рычага 113 и второго стопорного элемента 118. Плечо 1113 усилия первого ролика 1111 и плечо 1112 усилия второго ролика 1110 обозначены так же, как и плечо 1114 усилия второго стопорного элемента 118 и плечо 1115 усилия пускового элемента 117.

Фиг. 5 показывает принципиальную схему защелкнутого состояния второго стопорного элемента 118, который для самоблокировки наклонен или "перетянут" на 0,2°-0,5°. Показаны: ось 1121 рычага 113 и точка вращения рычага 113, то есть вторая точка 114 вращения, а также первый ролик 1111, который вторым стопорным элементом 118 удерживается в блокированном или защелкнутом положении. Второй стопорный элемент 118 наклонен на третьей точке 119 вращения второго стопорного элемента 118 таким образом, что возникает самоблокировка. Эта самоблокировка достигается благодаря тому, что точка вращения первого ролика 1111 находится на оси с третьей точкой 119 вращения второго стопорного элемента 118, и упор 1119 для второго стопорного элемента 118 предусмотрен таким образом, что в защелкнутом или блокированном положении ось собачки повернута на 0,2°-0,5° относительно общей оси первого ролика 1111 и третьей точки 119 вращения второго стопорного элемента 118. Этот поворот происходит на стороне второго стопорного элемента 118, если смотреть от третьей точки 119 вращения, обращенной к первому ролику 1111, в направлении, которое отвернуто от точки 114 вращения рычага 113. Также показан вектор 1130 силы, который следует из поворота и отвечает за самоблокировку, то есть "перетяжку".

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 точка вращения приводного рычага 2

2, 20 приводной рычаг

3 рычаг

4, 30 точка вращения рычага

5, 50 механический накопитель энергии, пружина, нажимная пружина

6, 60 торсионная пружина

7, 70 катушка магнита

8 защелкивающийся блок

9 подкладной металлический лист

10, 100 штанга

11 опора

12, 120 палец

130 плечо усилия пальца

140 плечо усилия катушки магнита

150 плечо усилия штанги

160 поперечное усилие

111 точка вращения приводного рычага 112, первая точка вращения

112 приводной рычаг

113 рычаг

114 точка вращения рычага 113, вторая точка вращения

115 механический накопитель энергии, пружина, нажимная пружина

116 торсионная пружина на точке вращения рычага 113

117 пусковой элемент, отпускающий магнит, электромагнит

118 второй стопорный элемент, собачка/защелка

119 точка вращения второго стопорного элемента, третья точка вращения

1110 второй ролик

1111 первый ролик

1112 плечо усилия первого ролика

1113 плечо усилия второго ролика

1114 плечо усилия второго стопорного элемента, собачки

1115 плечо усилия пускового элемента

1116 первый стопорный элемент

1119 упор для второго стопорного элемента, собачки

1120 ось второго стопорного элемента, собачки

1130 результирующий вектор силы

A наклон на 0,2°-0,5°, перетяжка для самоблокировки

B направление для механического пуска, расклинивания

Claims

1. Пусковой механизм для устройства переключения с приводным рычагом (112), механическим накопителем (115) энергии, который подходит для того, чтобы воздействовать на приводной рычаг (112), и стопорным устройством,

отличающийся тем, что

стопорное устройство имеет первый стопорный элемент (1116) на приводном рычаге (112), рычаг (113) с первым роликом (1111) и вторым роликом (1110), второй стопорный элемент (118) и пусковой элемент (117), причем

первый ролик (1111) и второй ролик (1110) установлены с возможностью вращения в или на рычаге (113),

второй стопорный элемент (118) воздействует в блокированном положении на первый ролик (1111) таким образом, что рычаг (113) застопорен против движения в направлении второго стопорного элемента (118),

второй ролик (1110) воздействует на первый стопорный элемент (1116) таким образом, что первый стопорный элемент (1116) застопорен против движения от механического накопителя (115) энергии или к механическому накопителю (115) энергии, и

второй стопорный элемент (118) может при помощи пускового элемента (117) перемещаться таким образом, что второй стопорный элемент (118) перемещается из блокированного положения от первого ролика (1111), и рычаг (113) с первым роликом (1111) и вторым роликом (1110) удаляется из блокированного положения, в котором первый стопорный элемент (1116) застопорен против движения от механического накопителя (115) энергии или к механическому накопителю (115) энергии, так что первый стопорный элемент (1116) прокатывается по второму ролику (1110), и приводной рычаг (112) благодаря энергии, накопленной в механическом накопителе (115) энергии, перемещается от механического накопителя (115) энергии или к нему.

2. Пусковой механизм для устройства переключения по п.1, отличающийся тем, что механический накопитель (115) энергии является нажимной пружиной (115).

3. Пусковой механизм для устройства переключения по п.1 или 2, отличающийся тем, что приводной рычаг (112) установлен с возможностью поворота на первой точке (111) вращения, причем

рычаг (113) установлен с возможностью поворота на второй точке (114) вращения, и второй ролик (1110) расположен между второй точкой (114) вращения и первым роликом (1111),

второй стопорный элемент (118) установлен с возможностью поворота на третьей точке (119) вращения,

второй стопорный элемент (118) на стороне третьей точки (119) вращения, отвернутой от первого ролика (1111), прилегает к упору, который предотвращает вращательное движение стороны второго стопорного элемента (118), обращенной к первому ролику (1111), в направлении, отвернутом от второго ролика (1110),

второй стопорный элемент (118) может посредством пускового элемента (117) приводиться в такое вращательное движение, что обращенная к первому ролику (1111) сторона второго стопорного элемента (118) перемещается от первого ролика (1111) и ко второму ролику (1110), так что рычаг (113) перемещается в направлении третьей точки (119) вращения, и

первый стопорный элемент (1116) прокатывается по второму ролику (1110), и таким образом первый стопорный элемент (1116) деблокируется, так что приводной рычаг (112) может посредством нажимной пружины или механического накопителя (115) энергии приводиться во вращательное движение вокруг первой точки (111) вращения.

4. Пусковой механизм для устройства переключения по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что второй стопорный элемент (118) предварительно напряжен торсионной пружиной (116) с механическим усилием.

5. Пусковой механизм для устройства переключения по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что второй стопорный элемент (118) посредством торсионной пружины (116) с механическим усилием дополнительно защищен от поворота, и в деблокированном положении вызывается возвратное усилие на стопорный элемент (118) в направлении блокированного положения, причем деблокированное положение характеризуется тем, что рычаг (113) не застопорен против движения в направлении второго стопорного элемента (1118), и первый стопорный элемент (1116) не застопорен против движения от механического накопителя (115) энергии или к механическому накопителю (115) энергии.

6. Пусковой механизм для устройства переключения по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что второй ролик (1110) смещен на рычаге (113) относительно первого ролика (1111) в направлении приводного рычага (112).

7. Пусковой механизм для устройства переключения по любому из пп. 3-6, отличающийся тем, что второй стопорный элемент (118) в блокированном положении отклонен на отвернутой от первого ролика (1111) стороне на 0,2-0,5° от вертикальной оси в направлении упора (1119).

8. Пусковой механизм для устройства переключения по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что края второго стопорного элемента (118), которые в блокированном положении обращены к первому ролику (1111), закруглены.

9. Пусковой механизм для устройства переключения по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что первый ролик (1111) и второй ролик (1110) имеют различные диаметры.

10. Пусковой механизм для устройства переключения по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что пусковым элементом (117) является отпускающий магнит (117), в частности электромагнит.

11. Пусковой механизм для устройства переключения по п.10, отличающийся тем, что отпускающий магнит (117) может приводиться в действие как механически, так и электрически.

12. Пусковой механизм для устройства переключения по п.11, отличающийся тем, что необходимое усилие для пуска механической деблокировки при помощи пускового элемента (117), действующее на второй стопорный элемент (118), меньше 50 Н, предпочтительно меньше 30 Н, предпочтительно меньше 25 Н, далее предпочтительно составляет 20 Н (±) 2 Н.

13. Пусковой механизм для устройства переключения по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что второй стопорный элемент (118) является собачкой/защелкой (118) или полувалом.