CZ309597A3 - Elektromechanické spojovací zařízení - Google Patents

Description

Elektromechanické spojovací zařízení

Oblast techniky

Vynález se týká elektromechanického spojovacího zařízení typu, blíže definovaného v druhové části nároku 1.

Dosavadní stav techniky

Spojovací zařízení tohoto typu je popsána v EP 0 573 471 Bl. Pomocí známého spojovacího zařízení, které se skládá ze spínacího ústrojí, přejímacího funkci zásuvky běžného druhu, a z vybavovacího ústrojí!, přejímajícího funkci zástrčky, je vytvořeno spojovací zařízení, které má velmi malou konstrukční hloubku a které odpovídá vysokým požadavkům na bezpečnost.

U elektromechanického spojovacího zařízení podle EP 0 573 471 Bl se realizuje jak mechanický, tak elektrický kontakt pomocí magnetů. 2de jsou nejen pracovní sáné, které se nechají spojit s kontakty přivádéjíčími proud, ale i spínací magnety elektricky vodivé. Proudové spoje jsou vedeny přímo přes kontaktové kloboučky k vybavovacím magnetům ve vybavovacím ústrojí, které jsou rovnéž elektricky vodivé. Magnety jsou zevně obklopeny uzeinhovacím prstencem, který je po okraj zapuštěn do elektricky izolujícího pouzdra spínacího ústrojí. U tohoto vedení proudu je ale nevýhodné, že elektrická vodivost má za následek v případě zkratu zničení magnetických součástek, citlivých na vysokou teplotu. Mimoto je jeětě známé zařízení na základě vedení proudu a napětí přes kontaktové kloboučky a magnety konstruováno relativně ěiroké.

• · • ff • ff • · * · · « ·

Podstata vynálezu

Úkolem předkládaného vynálezu je tedy dále zlepšit úvodem zmíněné elektromechanické spojovací zařízení, zvláště poskytnout ještě vyšší bezpečnost, a zvýšit magnetickou přilnavost.

Podle vynálezu je tato úloha řešena znaky, jmenovanými ve význakové části nároku 1.

Podle vynálezu se nyní magnety nepodílí na vedení proudu nebo napětí, to znamená nejsou uš pod napětím. Proud sám je veden zvlášť přes kontaktové páry. Toto znamená, še také pro pracovní saně, které tvoří kontakt ke kontaktům, vedoucím proud, je ještě třeba jeden elektricky vodivý můstek. Pracovní saně samotné mohou být spolu se spínacími magnety, namířenými na ně, elektricky nevodivé.

Uspořádáním kontaktových párů uvnitř je dosašeno dalšího zvýšení bezpečnosti. Kontaktové páry mohou být navíc konstruovány stabilněji a bezpečněji, např, ve tvaru širokých kontaktových kolíků.

Další výhoda oddělení magnetů od vedení proudu podle vynálezu spočívá v tom, še tímto způsobem nevznikají šé.dné problémy s oteplením u magnetů, protože tyto se uš nepodílí na vedení proudu. Pokud dojde například ke zkratu, nejsou magnety poškozovány působením horka. Také teplo, které vzniká. díky případnému kapalnému filmu, můše být jednoduchým způsobem odváděno uzemňovacím prstencem. Toto nastane zejména tehdy, kdyš spínací magnety a vybavovací magnety jsou v sepnutém stavu v kontaktu s uzemňovacím prstencem.

Další velice přednostní provedení vynálezu můše spočívat v tom, še pracovní saně mají alespoň přiblišně kruhový tvar a.

• * že více spínacích magnetů je vnS pracovních saní umístěno v určité vzdálenosti jeden od druhého.

Pokud jsou přitom magnetické části umístěny v odpovídající konfiguraci, např. ve střídající se kombinaci sever - jih se symetrií 180 stupňů, nechá se při otočení vybavovacího ústrojí dosáhnout velmi rychlého zpětného sepnutí pracovních saní. Podmíněny při tom se vyskytujícími většími úhlovými délkami, vznikají již při malých otočeních pole opačného smyslu a tím i příslušně vysoké odpuzující síly, takže se pracovní saně vrací do nesepnutého klidového stavu.

Přehled obrázků na výkresech

Přednostní provedení vynálezu vyplývají z dalších vedlejších nároků a z následujících příkladných provedení, která jsou principiálně popsána podle obrázků.

Znázorňuj í:

obr. 1: podélný řez elektromechanickým spojovacím zařízením podle vynálezu s jedním spínacím ústrojím a jedním vybavovacím ústrojím v nesepnutém stavu, obr. 2: řez II-II obrázkem 4, obr. 3: podélný řez, odpovídající řezu na obr.l, v sepnutém stavu, obr. 4: nárys spínacího zařízení podle obr. 1 až 3, obr. 5 až 7: různé možnosti uspořádání magnetů, obr. 8: nárys adaptéru (ve zmenšeném měřítku), • to · · • to to · ·· ···· ·· toto·· toto toto • · · · · · · · · a • · ··· · · · · · ·· • · to·· · ·· ···· a • · · ···· · · a ····· ·· ·· ·· ·· obr. 9: bokorys adaptéru podle obr. 8, obr. 10: nárys vybavovacího ústrojí ve formě zástrčky (ve zmenšeném měřítku), obr. 11: bokorys zástrčky podle obr. 10.

Příklady provedení vynálezu

Elektromechanické spojovací zařízení se skládá ze spínacího ústrojí X, které zastává funkci běžné zásuvky a je obecně pevně zabudováno na žádaném místě, a z vybavovacího ústrojí 2., které zastává funkci běžné zástrčky, která je obecně spojena se spotřebičem, nebo která je umístěna přímo na spotřebiči. Jakmile je dosaženo elektricky vodivého spojení mezi spínacím ústrojím X a vybavovacím ústrojím Z, je příslušný spotřebič, spojený s vybavovacím zařízením 2> příslušným způsobem napájen proudem.

Spínací ústroji X a vybavovací ústroji 2 jsou v podstatě stejné konstrukce jako elektromechanické spojovací zařízení, popsané v EP 0 573 471 Bl. Tak tvoří spínací ústroji X uzavřenou konstrukční jednotku ve dvoudílném pouzdře 3. V klidovém stavu, to zn. pokud vybavovací ústrojí 2. není nasazeno na spínacím ústrojí X, jsou pracovní saně 4, na kterých jsou umístěny spínací magnety 5. ve formě magnetických částí s různou polaritou, drženy feromagnetickou zadržovací deskou 7 na dně pouzdra 3.. Feromagnetická zadržovací deska 7 může být tvořena také magnetickým prstencem 7.

Spínací magnety 5 jsou umístěny ve vnější obvodové části pracovních saní 4, které mají kruhový tvar. Jak je patrno z obr. 4, jsou přitom spínací magnety 5., tvořené jako magneticky orientované magnetické součásti, umístěné po obvodu podle příkladného provedení podle obr. 1 až 4 a obr. 7 v celkem ·· ···· *··· • · · • · ··· • · · • · · • · · · ·

0 » « ft I • 0 čtyřech skupinách po čtyřech. Každá skupina se tím skládá ze čtyř orientovaných magnetických částí 5a až 5d s prává dvěma severními a dvěma jižními póly, které jsou tak navzájem umístěny, že spolu navzájem sousedí právě rozdílné polarity. Toto znamená, ve vnější oblasti leží vedle sebe jižní a severní pól, a ve vnitřní oblasti leží severní a jižní pól proti sobě.

Každá skupina s takto orientovanými magnetickými částmi 5a. 5b, 5c nebo 5d je ve vnitřku spínacího ústrojí i umístěna tak a má takovou výšku, že je také v nesepnutém stavu vedena alespoň ve své horní části ve vodícím prstenci 6., K tomu se odpovídajícím způsobem ponořují v horní části do vodícího prstence 6.. Vodící prstenec 6. zároveň představuje uzemříovací prstenec, k čemuž je odpovídajícím způsobem spojen se zde neznázorněnými kontakty, které jsou spojeny s uzemňovacím vedením, ústícím do spínacího ústrojí.

Čtyři vratné pružiny 8, které jsou rovnoměrně rozmístěny po obvodu, se starají o to, že pracovní saně 4 jsou dodatečně přidržovány v nesepnutém stavu pomoci síly pružin na magnetickém prstenci 7. Zároveří se starají o to, že po odejmutí vybavovacího ústrojí 2 ze spínacího ústrojí X, nebo po odpovídajícím otočení obou dílů vůči sobě jsou pracovní saně 4 opět- uloženy na magnetickém prstenci 7. Jak je patrno z obr. 2 a 4, jsou vratné pružiny 8. rovněž vedeny ve vodícím prstenci j6. Přitom se nacházejí právě ve volných prostorech mezi spínacími magnety.

obr. 4 je nejzřetelněji patrný proudový přívod. Jako 9. je znázorněn proudový vodič a jako 10 nulovací vodič. Oba vodiče jsou vedeny po vnitřní straně víčka 11 pouzdra 3 k proudovým přiváděcím kontaktům 12. Elektricky vodivý můstek 13 vytváří v sepnutém stavu proudové spojení od proudových přiváděčích kontaktů 12 k příslušnému kontaktovému kolíku 14.

• · · · • · • · · ·

Toto znamená, že jeden kontaktový kolík 14 je přiřazen fázovému vodiči 9 a druhý kontaktový kolík 14 je přiřazen nulovacímu vodiči 10. Oba kontaktové kolíky 14 jsou umístěny ve vlčku 11 pouzdra 3. a jsou v jedné rovině s horní stranou víčka.

obr. 1 a 3 je patrno, že každý z obou můstků 13 je umístěn elasticky popř. pružně na pracovních saních 4, aby se vyrovnaly odchylky v toleranci a rovněž opotřebení, čímž je stále zaručen dobrý kontakt.

Vybavovací ústrojí 2., které má rovněž uzavřené pouzdro 15 s víčkem 16, má vybavovací magnety 17., které jsou rovněž tvořeny orientovanými magnetickými částmi. Vybavovací magnety jsou umístěny stejným způsobem a na stejném místě ve čtyřech čtyřčlenných skupinách podle příkladného provedení na obr. 1 až 4 a na obr. 7. Každá skupina je přitom, pokud jde o její polaritu, konstruována tak, že proti sobě leží právě různé polarity vzhledem k magnetickým součástem 5a až 5d spínacích magnetů 5 spínacího ústrojí 1. To znamená, že při správné pozici vybavovacího ústrojí 2 na spínacím ústrojí X leží severní a jižní póly právě proti sobě. Takto je dosahováno žádaného sepnutí a tím vedení proudu ke spotřebiči. Za tímto účelem je vybavovací zařízení 2. opatřeno odpovídajícími vodiči 26 a 27, pokud není vybavovací zařízeni 2 umístěno přímo uvnitř spotřebiče nebo na něm.

Rovněž jako jsou kontaktové kolíky 14 umístěny v oblasti mezi středem pouzdra a spínacími magnety 5., jsou dva kontaktové kolíky 18 umístěny v pouzdru 15 v oblasti mezi středem pouzdra a vybavovacími magnety 17. Kontaktové kolíky jsou pomocí pružin 19 natolik pohyblivé skrz otvory v pouzdru 1_5, že svými předními konci vyčnívají z pouzdra 15 směrem ke spínacímu ústrojí X a odděluje je od něho jenom malá

Toto znamená, že při přiložení vybavovacího ústrojí mezera.

·· ···· • · · · · · • · · 9 • · ··· · · · 9 · « « • · · · · · · · ··· · · • · · · * · · · · · • · · · · · · «· · * * · na spínači ústrojí i a tím při elektrickém sepnutí kontaktů vznikne odpovídajícím způsobem spolehlivý kontakt (viz obr. 3). V tomto případě jsou kontaktové kolíky 18 odpovídajícím způsobem posunuty zpět proti síle pružin 19

Vybavovaci ústrojí 2 prstencem 20, který leží je opatřeno rovněž uzemňovacím proti uzemňovacímu prstenci 6 spínacího ústrojí X. Uzemňovací prstenec 20 vybavovacího ústrojí 2 je dodatečně opatřen uzemňovacími kolíky 21, které jsou rozloženy po obvodu a které jsou uloženy na pružinách 22, čímž pružně vyčnívají z pouzdra 15 směrem ke spínacímu ústrojí 1 .

Jak je patrno z obr. 1, vyčnívají přitom uzemňovací kolíky 21 z povrchu pouzdra 15. více, než kontaktové kolíky 18. Toto znamená, že tím je jednoduše dosahováno uzemnění, které předchází sepnutí a trvá ještě po rozepnutí.

Uzemňovací kolíky 21 se nacházejí podobně jako vratné pružiny 8 spínacího ústrojí X v bočních prostorech po obvodu mezi čtyřmi vybavovacími magnety 17.

Jak je patrno z obr. 4, nacházejí se také proudové přiváděči kontakty 12 rovněž v oblasti mezi středem pouzdra a spínacími magnety 5, popř. vodícím prstencem 6. Takto vzniká nejen elektromechanické spojovací zařízení, které má malou konstrukční hloubku, ale i zařízení, které má jen malý průměr popř. šířku.

Zemnící prstenec 6. slouží - jak už bylo zmíněno - zároveň jako vodící prstenec pro spínací magnety 5, k čemuž tento obklopuje spínací magnety 5 s příslušně malou vůlí. Takto je zaručeno bezpečné sepnutí bez sevření.

Na obr. 5 až 7 jsou znázorněna různá příkladná provedení ·· ···· • · · · · • · · · · « · • · · · · · • · · · · ·· »·· ·· ·· ···· ·· ·· » · · 4 • ·· spínacích magnetů 5. a vybavovacích magnetů 17.

Podle obr. 5 jsou na pracovních saních 4 umístěny celkem jenom čtyři magnety ve čtvrtprstencích. Vybavovací magnety 17 vybavovacího ústrojí mají na kruhových segmentech příslušně opačnou polaritu.

Podle obr. 6 je právě jeden spínací magnet 5 tvořen severním a jižním pólem. Celkem jsou čtyři spínací magnety rovnoměrně rozloženy po obvodu.

Nej lepšího řešení je dosahováno uspořádáním podle obr. 7, které je v této formě popsáno na obr. 1 až 4. Zde se skládá každá ze čtyř skupin z právě čtyř magnetických částí 5a až 5d.

Toto uspořádání dává střídavou kombinaci sever - jih se symetrií 180 stupňů. Tímto uspořádáním je dosahováno velmi rychlého zpětného přepnutí pracovních saní 4 při otočení vybavovacího ústrojí 2. nebo spínacího ústrojí 1. Na základě dlouhých úhlových délek vznikají již při malém otočení opačně orientovaná pole a tím odpudivé síly, čímž se pracovní saně polohy tím dosednou na vrací zpět do své klidové magnetický prstenec 7. Kruhové provedení pracovních saní a. také kruhové provedení pouzdra 3 spínacího ústrojí a vybavovacího ústrojí 2. dodatečně umožňuje velmi dobrou kontrolu spínacího pohybu bez dodatečných vodících kolíků. Od toho se odvíjí také jednodušší geometrické uspořádání. Při každém směru posuvu nebo otáčení působí opačně orientovaná magnetická pole, která tak bezpečně přepnou pracovní saně 4 zpět.

Na obr. 8 a 9 je principiálně znázorněn adaptér 23, který umožňuje přechod na běžné elektrické systémy s běžnými zásuvkami Schuko nebo s jinými zásuvkami. K tomu má adaptér 23. podle právě běžného systému, koliky 24 (a popřípadě ještě ·· ···· ·· ···· • · · · » · · · · · • · ·** ·· · ···· ·· · » · · · · 99» · · • · 9 · · · · ··»

999 9· 99 99 99 jeden uzemňovací kolík), které jsou zastrčeny do pMsluSné zásuvky známé konstrukce.

Adaptér 23 je uvnitř konstruován stejné jako spínací ústrojí X, přičemž pouze vodiče 9 a 10 jsou nahrazeny kolíky 14. Na obr. 8 je patrný uzemňovací prstenec j6 spolu s obéma kontaktními kolíky 14.

Na obr. 10 a 11 je znázorněno zvláštní vybavovací ústrojí 2. ve tvaru zástrčky 24, která má vodiče 26 a. 27, které vedou ke spotřebiči a které jsou obvykle opatřeny ochranným plášťém. Zástrčka 24 je uvnitř konstruována stejné jako vybavovací ústrojí 2.. Na obr. 10 je patrný uzemňovací prstenec 20 spolu se čtyřmi uzemňovacími kolíky 21.

Claims (11)

1. Elektromechanické spojovací zařízení se spínacím ústrojím (1), které mé. proudové přiváděči kontakty (12) připojitelné ke proudovému zdroji a spínací magnety (5) s orientovanými magnetickými částmi (5a - 5d) ve formě určitého uspořádání severních a jižních pólů, které je umístěno v pouzdru (3) jako uzavřená konstrukční jednotka a které se nechá spojit s vybavovacím zařízením (2), které se nechá elektricky spojit se spotřebičem a které má vybavovací magnety (17) s orientovanými magnetickými částmi ve formě určitého uspořádání severních a jižních pólů, pomocí kterých se nechají přivést spínací magnety (5) z klidové polohy proti působení vratné síly do pracovní polohy, přičemž vznikne kontakt kontaktových párů (14, 18) a tím elektrické spojení mezi spínacím ústrojím (1) a vybavovacím ústrojím (2), přičemž spínací magnety (5) prostřednictvím své orientace spolupracují s vybavovacími magnety (17), umístěnými ve vybavovacím ústrojí (2) s obrácenou orientací k realizaci magnetických polí pro sepnutí, a přičemž pouzdro (3) spínacího ústrojí (1) je na straně, přivrácené k vybavovacímu ústrojí (2) opatřeno uzemňovacím prstencem (6), vyznačující se tím, že pro vedení proudu jsou v obou ústrojích (1, 2) umístěny odděleně od spínacích magnetů (5) dvojice kontaktových elementů (14, 18), že kontaktové elementy (14, 18) na sobě v sepnutém stavu leží svými k sobě obrácenými čelními stranami, a že ke kontaktu mezi kontaktovými elementy (14) a proudovými přiváděcími kontakty (12) je na pracovních saních (4) právě jeden elektricky vodivý můstek (13).

2. Elektromechanické spojovací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že uzemňovací prstenec (6) je zamýšlen jako vodicí prstenec pro spínací magnety (5).

3. Elektromechanické spojovací zařízení podle nároku 1 *· ·· • · * < * • · ·· • · ··· · · • · · · ·· ·· ·· ···· • · · · · • ···· · · • · · · · · • * » · · ·* · · ♦ ·· nebo 2, vyznačující se tím, če proudové přiváděči kontakty (12) jsou umístěny alespoň přibližně v oblasti pouzdra (3) mezi středem pouzdra a spínacími magnety (5), přičemž můstky (13) jsou vytvořeny na pracovních saních (4) jako elektricky vodivé opěry.

4. Elektromechanické spojovací zařízení podle nároku 1, 2 nebo 3,vyznačující se tím, že pracovní saně (4) mají alespoň přibližně kruhový tvar, a že několik spínacích magnetů (5) je umístěno na vnějěím obvodu pracovních saní (4) v určité vzdálenosti od sebe.

5. Elektromechanické spojovací zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že několik skupin orientovaných magnetických částí (5a - 5d), které všechny mají severní a jižní pól, je rozmístěno po obvodu spínacího ústrojí (1) a vybavovacího ústrojí (2).

6. Elektromechanické spojovací zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že magnetické části (5a-5d) jsou rozmístěny ve střídavé kombinaci sever - jih se symetrií 180 stupňů.

7. Elektromechanické spojovací zařízení podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že každá magnetická část (5a - 5d) je konstruována jako čtyřčlenná skupina s jednotlivými magnety (5, 17) různé polarity, přičemž každá čtyřčlenná skupina se skládá ze dvou severních a dvou jižních pólových segmentů, a přičemž radiálně a v obvodovém směru prot-i sobě stoji vždy severní a jižní pól.

8. Elektromechanické spojovací zařízeni podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, Že vratné pružiny (8), vyvolávající vratné síly na spínací magnety (5), jsou vedeny ve vodícím prstenci (6).

• · • · · · · · • · · 9 9 • · ··· · · • · · · · ·

9 9 9 9 9

99 ·»· ·· ·· ·· • 9 9 9 9 • 9 9 99 • · ···· · • 9 9 9

9 · · ·«

9. Elektromechanické spojovací zařízení podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že kontaktové elementy (14, 18) jsou konstruovány jako kontaktové koliky ve spínacím ústrojí (1) a ve vybavovacím ústrojí (2).

10. Elektromechanické spojovací zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že kontaktové kolíky ve vybavovacím ústrojí (Ξ) vyčnívají v nesepnutém stavu ze strany, přivrácené ke spínacímu ústrojí (1), a že kontaktové kolíky jsou pružně uloženy ve vybavovacím ústrojí (2).

11. Elektromechanické spojovací zařízení podle jednoho z nároků 2 až 10, vyznačující se tím, že (20) vybavovacího (1) z uzemňovacího prstence vyčnívají směrem ke spínacímu ústrojí uzemňovacího prstence (20) pružně uložené (21), které jsou v sepnutém stavu v jedné rovině s povrchem uzemňovacího prstence (20).

ústrojí (2) z povrchu uzemňovací kolí ky