Spínací mechanizmus

(22) Dátum podania prihlášky 9. 4. 1998(24) Dátum nadobudnutia (51) 1 m Cl (3009 účinkov patentu 4. 1. 2007 Vestník UPV sa č. 112007 H 01 H 1/00(31) Číslo prioritnej prihlášky 197 15 115.9(32) Dátum podania prioritnej prihlášky 11. 4. 1997 ÚRAD (33) Krajina alebo regionálna PRIEMYSELNÉHO organizácia priority DE VLASTNICTVA (40) Dátum zverejnenia prihlášky 14. 8. 2000 SLOVENSKEJ REPUBLIKY Vestník ÚPV SR č. 03/2000(47) Dátum spristupnenía patentu verejnosti 29. 12. 2006(62) Číslo pôvodnej prihlášky v prípade vylúčenej prihlášky(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT PCTĺEP 98/02107(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT W 098/47160(73) Majiteľ AEG Niederspannungstechnik GmbH Co. KG, Neumünster, DE(72) Pôvodca Thamm Christian Alfons, Aukrug, DE Schulze Claris-Peter, Neumünster, DE Jodelrl Gerd, Wosbek, DESpínací mechanizmus je určený na spínanie elektrického spojenia medzi dvoma pripájacími dielmi (4, 5). Tradičné spinacie mechanizmy majú kontaktnú páku (1) so spinacim kontaktom (2), pričom prúdový tok pri uzatvorenom spínacom mechanizme prechádza cez kontaktná páku (l). Na dosiahnutie rýchleho postupu zopnutia/vypnutia je požadovaná nepatrná zotrvačná hmota kontaktnej páky. Táto však vo všeobecnosti má za následok nepatrnú prúdovú záťažiteľnosť. Umiesmenim spínacieho kontaktu na zvláštnom elektrickom spojovacom prípravku (3) je možné oddeliť funkciu vedenia prúdu od funkcie vedenia kontaktu. Pretože kontaktná páka už nemá funkciu vedenia prúdu, môže byt optimalizovaná výlučne z mechanického hľadiska.Vynález sa týka spinacieho mechanizmu podľa hlavného patentového nároku l.Obr. 2 znázorňuje princíp spinacieho mechanizmu ako napríklad rýchlovypínača jednosmemého prúdu podľa súčasného stavu techniky. Spínací mechanizmus má prvý a druhý tuhý pripájací diel 5, 4 na pripojenie prúdového okruhu, ktorý má byt zopnutý a pohyblivú kontaktnú páku 1,ktorá je otočné uložená okolo otočnej osky 6. Na kontaktnej páke l sa nachádza kontaktná doštička 2 ako spínací kontakt spínacej páky. Pôsobením na kontaktnú páku l môže byť vytvorený kontakt medzi kontaktnou doštičkou 2 a spínacím kontaktom prvého pripájacieho dielu 5, čím sa uzatvorí prúdový okruh medzi oboma prípájacími dielmi 4 a 5 (porovnaj bodkočiarkovane znázomený stav zopnutia na obr. 2).Podľa súčasného stavu techniky je kontaktná doštička 2 upevnená na pohyblivej kontaktnej páke 1, ktorá je elektricky spojená prostredníctvom pohyblivého spoja, ako napríklad ohybného pásu 3, s druhým pripájacím dielom 4. Namiesto ohybného pásu 3 sú ako spojovacie prípravky medzi kontaktnou pákou a druhým pripájacím dielom 4 možné aj prúdové svomiky, trecie kontakty a pod. Prúdový okruh, ktorý treba spojiť, je teda v predloženom príklade podľa obr. 2 uzatvorený cez pripájacie diely 4 a 5, kontaktnú páku l a ohybný pás 3.Miesta styku-prechodu v spínacích mechanizmoch spôsobujú zvýšenie elektrických strát a predstavujú prekážku tepelného toku. Obzvlášť V oblasti otvárajúcich sa spínacích kontaktov v ochranných spínacích mechanizmoch je potrebne optimálne vytvarovanie. Pri vzniku skratu je nutné v záujme obmedzenia prúdu rýchle otvorenie kontaktov. Kontaktnú páku je pritom potrebné vytvoriť tak, aby spĺňala nasledovné mechanické a elektrické požiadavky.Z mechanického hľadiska by mala mať kontaktná páka podľa možnosti minimálnu zotrvačnú hmotu, aby tak umožnila rýchly priebeh spínania. Ako elektricke požiadavky sa na základe požadovanej vysokej prúdovej záťažiteľnosti udávajú čo najväčší prierez kontaktnej páky a čo najnepatmejši špecifický odpor materiálu kontaktnej páky.Z citovaných požiadaviek je však zrejmé, že zlepšenie mechanických vlastností spôsobuje zhoršenie elektrických vlastností a naopak.Úlohou predloženého vynálezu je preto pripraviť spínací mechanizmus so zlepšenými spinacími vlastnosťami.Táto úloha je vyriešené spínacím mechanizmom podľa patentového nároku l.Podľa vynálezu je oddelená funkcia vedenia prúdu a vedenia tepla od funkcie vedenia kontaktu a to umiestnením spinacieho kontaktu na kontaktnej páke. Kontaktná páka preberá potom výlučne úlohu vedenia, takže odpadajú na ňu kladené požiadavky vzhľadom na vysoké prúdové zaťaženie. Oddelením funkcie vedenia prúdu od funkcie vedenia kontaktu môže byt kontaktná páka ľahkej konštrukcie s nepatmou zotrvačnou hmotou a vyrobená napríklad z elektricky nevodívého materiálu.Vytvorenie spinacieho mechanizmu podľa vynálezu umožňuje použitie relatívne dlhého, ohybného spojovacie ho prípravku, ako napríklad ohybného pásu 3, čím je realizovateľné také vytvarovanie, ktoré má pozitívny vplyv na životnosť.Ďalej je následkom zmenšenia miest styku-prechodu a priameho spojenia spinacieho kontaktu páky so spojovacím prípravkom dosiahnutá vysoká tepelná a elektrická vodivost.Ďalšia prospešnost uskutočnenia citovaného vynálezu je definovaná v závislých patentových nárokoch.Prehľad obrázkov na výkreseVynález je V ďalšom bližšie objasnený na pňkladoch realizácie s odvolaním sa na výkresy obr. l znázorňuje princíp spinacieho mechanizmu podľa vynálezu, obr. 2 znázorňuje princíp spinacieho mechanizmu podľa súčasného stavu techniky a obr. 3 perspektívny pohľad príkladu uskutočnenia podľa vynálezu obr. 1 znázorňuje podstatu spinacieho mechanizmu podľa vynálezu.V protiklade k známemu spinaciemu mechanizmu podľa obr, 2 je kontaktná doštička 2 umiestnená priamo na ohybnom páse 3 slúžiacom ako pohyblivý spojovací prípravok. Podľa bodkočiarkovane znázorneného stavu zopnutia prechádza prúdová cesta pri uzatvorenom spinacom mechanizrne len cez obidva pripájacie diely 4 a 5 a ohybný pás 3. Funkcia kontaktnej páky 1 je takto obmedzená na vedenie kontaktu a teda môže byt vyrobená aj z nevodivého materiálu. Pritom odpadá miesto prechodu prúdu medzi ohybným pásom 3 a kontaktnou pákou.Ohybný pás je v tomto tvare prednostne tak vyhotovený, aby umožnil prevádzku spínania s čo najmenším opotrebením. Toto môže byt dosiahnuté napríklad vhodným vodiacím oblúkom a pripojením na druhý pripájací diel 4.Obr. 3 znázorňuje schematický pohľad konkrétneho príkladu vyhotovenia spinacieho mechanizmu podľa vynálezu a to rýchlovypínača jednosmemého prúdu. Ohybný medený pás 3 je tak spojený svojím spodným koncom s druhým pripájacím dielom 4, že je nasmerovaný k prvému pripájaciemu dielu 5. Medený pás 3 je tak predohnutý, aby boli znížené V priebehu spínania vznikajúce mechanické napätia. Ďalej má medený pás štrbinu 8, v ktorej je kontaktná páka 1 čiastočne zalícovaná. Na homom konci medeného pásu 3 je prispájkovaná elektricky vodivá kontaktná doštička 2 priamo na medený pás 3 alebo na vhodný spojovací nosič. Homá časť medeného pásu 3 je zalícovaná a hlavne tlakovo zvarená do vyhlbenía kontaktnej páky 1 na účely dosiahnutia pevného elektrického spojenia. Na hornom konci kontaktnej páky 1 je pripevnený predkontakt 7,ktorý chráni pri priebehu spínania hlavný kontakt pred opálením, aby sa tým životnosť hlavného kontaktu zvýšila.Stručne povedané, predložený je spínací mechanizmus na spínanie elektrického spojenia medzi dvoma pripájacími dielmi.Tradičné spínacie mechanizmy majú kontaktnú páku so spínacím kontaktom, pričom prúdový tok pri uzatvorenom spinacom mechanízme prechádza cez kontaktnú páku. Na dosiahnutie rýchleho postupu zapnutia/vypnutia je požadovaná minimálna zotrvačná hmota. To však má vo všeobecnosti za následok minimálnu prúdovú zaťažiteľnosť.Umiestnením spinacieho kontaktu páky na zvláštnom elektrickom spojovacom prípravku je možné oddeliť funkciu vedenia prúdu od funkcie vedenia kontaktu. Nakoľkokontaktná páka nemá už funkciu vedenia prúdu, môže byt optimalizovaná výlučne z mechanického hľadiska.1. Spínací mechanizmus na spínanie elektrického spo~ jenia medzi prvým a druhým prípájacim dielom (4, 5) s a) pohyblivou kontaktnou pákou na dosiahnutie kontaktu medzi spínacim kontaktom páky (2) a spínacím kontaktom prvého pripájacieho dielu (5), a b) ohybným elektrickým vodičom, ktorý je elektricky spojený s druhým pripájacím dielom (4), pričom je spínaci kontakt páky (2) umiestnený na ohybnom elektrickom vodiči, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že ohybný elektrický vodič je vytvorený ako ohybný pás (3), pričom kontaktná páka (l) je čiastočne zalícovaná do štrbínového otvoru (8) chybného pásu (3).2. Spínací mechanizmus podľa niektorého z už uvedenýchnárokomvyznačujúci sa tým,žekontaktná páka (l) môže byt z nevodivého materiálu.3. Spínací mechanizmus podľa nároku 2, v y z n a č uj ú c i s a tý m , že spínaci kontakt pákyje tvorený kontaktnou doštíčkou (2) umiestnenou na ohybnom páse(3) 4. Spínací mechanizmus podľa nároku 2 alebo 3, V y značuj úci sa tým,žeohybnýpás(3)jeohybným medeným pásom.5. Spínací mechanizmus podľa nároku 4, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že kontaktná doštička (2) je prispájkovaná na medený pás (3).6. Spínací mechanizmus podľa nároku 5, v y z n a čuj úci sa tým,žemedenýpás(3)jenasvojom konci, kde je spinací kontakt, tlakovo zvarený.7. Spínací mechanizmus podľa nároku 5, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že medený pás (3)je predohnutý.8. Spínací mechanizmus podľa nároku 6, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že tlakovo zvarený koniec mede ného pásu (3) je zalicovaný do vyhĺbenia kontaktnej páky