Патент на изобретение №2256987

(54) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ПРИБОРНОГО БЛОКА С НЕПОДВИЖНЫМИ КОНТАКТНЫМИ ТЕЛАМИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к контактным устройствам. Технический результат заключается в том, что контактные блоки (4) могут ориентироваться на неподвижные токопроводящие шины без влияния на контактное нажатие. Контактное устройство (1) для разъемного соединения подвижного приборного блока с неподвижными токопроводящими шинами содержит корпус (2) из изолирующего материала, а также размещенные в отсеках (3) корпуса (2) контактные блоки (4). Каждый контактный блок (4) содержит по крайней мере одно отогнутое контактное звено (5), также отогнутую присоединительную деталь (16), а также расположенную между обоими направляющую деталь (15). В отсеках (3) корпуса (2) расположена разделительная перегородка (13) с окном (22) для приема направляющей детали (15), причем избыток толщины направляющей детали по сравнению с разделительной перегородкой (13) в соединении с размерами окна (22) обеспечивает возможность смещения контактных блоков (4) в отсеках (3) относительно корпуса (2). 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к контактному устройству для разъемного соединения приборного блока с неподвижными токопроводящими шинами с, по меньшей мере, одним контактным элементом, а также с отходящим от него отогнутым, содержащим крепежную полку контактным звеном из плоского материала; с присоединительной деталью для соединения контактного звена с проводом; с корпусом из изолирующего материала с отсеком для приема контактного блока, образованного из контактного звена и присоединительной детали; причем крепежная полка для соединения с присоединительной деталью снабжена сквозным отверстием для крепежных средств.

Существенной областью применения контактных устройств этого вида являются электрические распределительные устройства, в частности, для низкого напряжения, в которых приборные блоки содержат комбинацию коммутационных аппаратов, как это требуется для эксплуатации электродвигательных приводов. Величина приборных блоков зависит среди прочего от коммутируемой мощности и выбирается из растра стандартных размеров, чтобы хорошо использовать имеющееся в распоряжении пространство.

Контактное устройство с названными выше признаками известно из патента на полезную модель DE 29505257 U1. Контактный блок при этом размещается в корпусе, который для этого состоит из двух соединяемых фиксирующими элементами половин. Корпус со своей стороны удерживается посредством приформованных фиксирующих элементов в держателе, который снабжен подобными окнам отверстиями в соответствии с количеством необходимых в целом контактных блоков.

Другое подобное контактное устройство с этими признаками стало известным из DE 3729454 СЗ. Контактные блоки здесь изготовлены из плоского материала и имеют вилочный конец для образования обращенных друг к другу контактных элементов. Корпус с несколькими отсеками принимает соответствующее число контактных блоков.

В общем для питания и отводов приборного блока требуется соответственно три или четыре контактных блока, которые взаимодействуют с соответственно расположенными неподвижными токопроводящими шинами. При этом является существенным, что контактное нажатие в каждом из контактных блоков имеет заданное достаточное значение, которое дано только самим соответствующим контактным блоком. За счет отклонений размеров в расположении токопроводящих шин и контактных блоков может, однако, получиться относительное смещение функциональных групп и тем самым, вследствие механического предварительного напряжения, вредное уменьшение контактного нажатия.

В основе изобретения в этой связи лежит задача обеспечения простыми средствами компенсации отклонения от заданных размеров (допусков) для обеспечения необходимых контактных нажатий.

Эта задача решается согласно изобретению следующими признаками:

– присоединительная деталь имеет отогнутую и проходящую практически под прямым углом к направлению смещения и параллельную к крепежной полке монтажную полку,

– в отсеке находится расположенная поперек к направлению смещения разделительная перегородка в качестве контропоры крепежной полки и монтажной полки,

– разделительная перегородка содержит окно для подвижного направления расположенной между крепежной полкой и монтажной полкой и соединенной с ними направляющей детали,

– направляющая деталь выполнена настолько толще, чем разделительная перегородка, что контактный блок в отсеке является ограниченно подвижным поперек к направлению смещения.

Неожиданная несмотря на новый принцип работы простота контактного устройства согласно изобретению основана на том, что взаимодействующие части могут иметь плоские рабочие поверхности, и возможность смещения контактного блока внутри корпуса контактного устройства достигается без особой настройки или юстировки, исключительно за счет сборки отдельных частей.

Рациональное изготовление контактных устройств согласно форме дальнейшего развития изобретения может быть облегчено за счет того, что направляющая деталь при прямоугольном основном виде выполнена С-образной и содержит служащую для направления в окне разделительной перегородки среднюю часть, а также две концевые полки, причем концевые полки принимают между собой монтажную полку присоединительной детали и согласованы с шириной монтажной полки. Это выполнение частей позволяет вкладывать контактное звено, направляющую деталь и присоединительную деталь в корпус контактного устройства так, что части находят свое правильное положение и без помощи какого-либо приспособления за счет простых соединительных средств (винты и гайки) могут быть соединены в контактный блок, который является ограниченно подвижным в корпусе.

Как уже упомянуто, для эксплуатации различных потребителей требуются соответственно согласованные приборные блоки, контактные устройства которых поэтому должны быть рассчитаны для различно высоких нагрузочных токов. За счет формы выполнения изобретения достигается, что контактное устройство при неизменных внешних размерах является применимым для большего диапазона нагрузочных токов. Это происходит за счет того, что сквозное отверстие в крепежной полке контактного звена выполнено в виде удлиненного отверстия, которое проходит в продольном направлении крепежной полки и выполнено с такими размерами, что при одинаково направленном вложенном друг в друга соединении двух одинаковых контактных звеньев остается отверстие с по крайней мере круговым поперечным сечением, проходящее через обе крепежные полки. За счет этого нагрузочная способность по току контактного устройства может быть повышена с однократного до двойного значения.

За счет вложения контактных уголков возникает взаимное смещение взаимодействующих с токопроводящими шинами контактных элементов. За счет этого усилие, которое должен прикладывать пользователь, остается неизменным, так как в зацепление с соответствующими токопроводящими шинами приходят сначала контактные элементы одного контактного звена и затем контактные элементы второго контактного звена.

Также при применении одинаковых контактных звеньев нагрузочная способность по току контактного устройства может быть еще раз повышена, если отсеки корпуса рассчитаны для приема трех контактных звеньев, причем два контактных звена вложены в друг друга в одинаковом направлении, а третье контактное звено расположено повернутым на 180° и причем далее удлиненные отверстия в трех крепежных полках совмещаются с образованием отверстия, по меньшей мере, круговой формы.

В распределительном устройстве поясненного выше вида приборные блоки могут направляться и механически защищаться различным образом. В частности, для относительно больших и тяжелых приборных блоков при этом зарекомендовало себя выполнение приборных блоков в виде выдвижных элементов и разделение камер распределительного устройства посредством днищ секций на выдвижные секции. Это имеет следствием, что контактные элементы вплоть до их вхождения в неподвижные контактные тела движутся вдоль заземленного днища секции. Если согласно форме выполнения изобретения на корпусе контактного устройства под контактными элементами контактного блока расположена выступающая вперед защитная губка, то можно предотвратить возникновение аварийной электрической дуги случайно оставшимся в выдвижной секции посторонним проводящим телом.

Изобретение является применимым как для однополюсных, так и многополюсных контактных устройств. Так как в распределительных устройствах часто используются системы токопроводящих шин с тремя или четырьмя параллельно расположенными токопроводящими шинами, оказалось предпочтительным, если контактное устройство приспособлено для этого и содержит при этом корпус с множеством отсеков для контактных блоков, соответствующим количеству параллельных неподвижных токопроводящих шин, и что далее между присоединительными деталями контактных блоков и граничащими стенками приборного блока расположен общий изолирующий кожух.

В качестве примера для применения контактных устройств согласно изобретению выше было названо электропитание шин камер или других систем токопроводящих шин в распределительных устройствах. При этом взаимодействующие с контактным устройством контактные тела образованы такими токопроводящими шинами. Одинаковые контактные устройства, однако, являются пригодными также для выхода приборных блоков, в частности, если они выполнены в виде выдвижных элементов. В этом случае контактные тела относятся к неподвижным присоединительным устройствам для ведущих дальше кабелей или проводов.

Изобретение поясняется ниже более подробно с помощью представленного на фигурах примера выполнения. При этом показывают:

Фиг.1 – в перспективе разобранное изображение четырехполюсного корпуса контактного устройства и компонентов контактного блока, Фиг.2 и 3 – компоновку согласно Фиг.1 в смонтированном состоянии контактного блока в продольном сечении и в поперечном сечении. Фиг.4 – приборный блок с смонтированным на нем контактным устройством в перспективе. Фиг.5 и 6 – в представлении по Фиг.3, однако в несколько уменьшенном по сравнению с ней масштабе, примеры выполнения с двумя или, соответственно, тремя контактными звеньями на контактный блок.

Показанное на Фиг.1 контактное устройство 1 содержит корпус 2 из электроизоляционного материала с четырьмя отсеками 3 для приема соответствующего количества контактных блоков 4. Такой контактный блок представлен на Фиг.1 в разобранном состоянии, чтобы наглядно показать различные компоненты.

Для посадки на показанные на Фиг.3 токопроводящие шины 14 каждый из контактных блоков 4 содержит контактное звено 5 из плоского материала с двумя подпружиненными контактными элементами 6. Изгибная пружина 7, прилегающая к контактным элементам 6, например, согласно DE 3731625 А1, обеспечивает соразмерное контактное нажатие. Контактные элементы 6 переходят в отогнутую под прямым углом крепежную полку 8, которая снабжена двумя параллельными удлиненными отверстиями 10.

Два винта 11 с прокладочными шайбами 12, предусмотренные в качестве крепежных средств, как еще будет пояснено, служат для закрепления контактного звена 5.

В качестве контропоры и направляющей поверхности для каждого контактного звена 5 каждый из отсеков 3 содержит разделительную перегородку 13, расположение которой лучше всего можно видеть на Фиг.3. Как можно видеть, контактное звено 5 прилегает своей крепежной полкой 8 к разделительной перегородке 13 так, что оно эффективно опирается на корпусе 2 относительно усилий, появляющихся при вставлении на показанные токопроводящие шины 14. На противоположной крепежной полке 8 контактного звена 5 стороне разделительной перегородки 13 контактный блок 4 содержит направляющую деталь 15, а также присоединительную деталь 16. Направляющая деталь 15 имеет в соответствии с С-образной основной формой среднюю часть 17, а также отстоящие под прямым углом концевые полки 18. Длина средней части 17 или, соответственно, расстояние между концевыми полками 18 рассчитаны так, что монтажная полка 20 присоединительной детали 16 может приходить к наложению на средней части 17. Для прохода крепежных винтов 11 средняя часть 17 направляющей детали 15 и монтажная полка 20 присоединительной детали 16 подобно крепежной полке 8 контактного звена 5 снабжены соосными удлиненными отверстиями 9 или, соответственно, 21.

Как лучше всего видно из рассмотрения Фиг.2 и 3, разделительные перегородки 13 в отсеках 3 корпуса 2 снабжены окнами 22, которые согласованы с направляющей деталью 15. Окно 22 охватывает среднюю часть 17 направляющей детали 15 соответственно Фигуры 3, в то время как боковые карманы 23 (Фигура 2) принимают концевые полки 18. За счет подходящего выбора размеров взаимодействующих частей обеспечено то, что направляющая деталь 15 направляется без перекоса в окне 22 и при этом является в известной мере смещаемой соответственно показанной на Фигуре 2 двойной стрелки 24 относительно корпуса 2. Тем самым контактные блоки 4 могут ориентироваться независимо друг от друга и от положения корпуса 2 на намеченные на Фиг.2 токопроводящие шины 14 таким образом, что соответствующие контактные нажатия зависят только от свойств контактных звеньев 5.

Контактные звенья 5, направляющие детали 15 и присоединительные детали 16 являются частями, изготавливаемыми с помощью простых рабочих процессов, как резка, прошивка, гибка или, соответственно, отбортовка, с плоскими рабочими поверхностями. При монтаже и введении в отсеки 3 части взаимно ориентируются и получают свое взаимное соединение и одновременно соединение с корпусом 2 за счет винтов 11. Существенным при этом является расчет размеров разделительной перегородки 13 и направляющей детали 15 таким образом, что направляющая деталь 15 несколько выступает за разделительную перегородку 13 и тем самым также после затягивания винтов 11 и гаек 19 остается зазор, который обеспечивает упомянутую возможность смещения контактных блоков 4 относительно корпуса 2.

Ниже контактных звеньев 5 проходит соответственно выходящая от корпуса 2 защитная губка 27, которая улучшает в распределительных устройствах с днищами отсеков надежность защиты от аварийных электрических дуг.

Из Фиг.1 и 4 видно, что корпус 2 контактного устройства 1 по всему периметру снабжен удерживающими выступами 25. Они расположены параллельными рядами с показанным на Фиг.3 расстоянием 26. За счет этого образуется паз, которым контактное устройство 1 может вводиться в вырез стенки 28, как это наглядно показывает Фигура 4. Стенка 28 относится к коробчатому корпусу 29 приборного блока 30, который несет на фронтальной стороне коммутационную, управляющую и защитную аппаратуру 31. Контактное устройство 1 в примере согласно Фиг.4 снабжено четырьмя контактными блоками 4, в то время как остальной отсек 3 корпуса 2 является пустым. Он может при необходимости снабжаться дополнительным контактным блоком, если, например, система токопроводящих шин соответствующего распределительного устройства содержит три фазных провода и один нейтральный провод.

Вначале уже указывалось на то, что контактное устройство согласно изобретению может быть оснащено при неизменных размерах контактными блоками, которые содержат соответственно два или три контактных звена. В этой связи на Фиг.5 наглядно показан пример выполнения, в котором применяются контактные блоки 32 соответственно с двумя контактными звеньями 5. Оба контактных звена расположены вложенными друг в друга в одном направлении, причем вследствие удлиненных отверстий 10 в крепежных полках 8 остаются отверстия для прохождения крепежных винтов 11 достаточные, то есть, по меньшей мере, соответствующие диаметру винтов 11. За счет вложения контактные элементы 6 обоих контактных звеньев 5 являются взаимно смещенными. Поэтому при надвигании контактных блоков 32 на токопроводящие шины 14 не получается удвоение потребности в силе, как это имело бы место, если контактные элементы были бы выровнены по одной линии друг с другом.

В другом примере выполнения по Фиг.6 предусмотрены контактные блоки 33 соответственно с тремя контактными звеньями 5. При этом положение двух контактных звеньев 5 соответствует расположению согласно Фиг.5, в то время как третье контактное звено 5 занимает положение, повернутое на 180°.

Для того, чтобы согласовать контактный блок 33 согласно Фиг.6 с повышенной нагрузочной способностью по току, далее предусмотрена вторая соединительная деталь 16, которая подобно контактным звеньям 5 расположена вложенной в одном направлении одна в другую с контактным звеном 5, имеющимся в стандартном выполнении контактного устройства (Фиг.3). Также здесь удлиненные отверстия 9 (Фиг.1) позволяют прохождение крепежных винтов 11. Тем самым контактные блоки могут изготавливаться с применением стандартных деталей с однократной до трехкратной нагрузочной способностью по току. Соответственно этому приборные блоки согласно Фиг.4 могут быть предоставлены в распоряжение с контактными устройствами стандартных размеров и со стандартным коробчатым корпусом, однако с различной коммутационной, управляющей и защитной аппаратурой для построения распределительных устройств.

Электрическое соединение аппаратуры 31 с контактным устройством 1 может происходить известным образом путем (не показанных) кабелей, которые закрепляют на присоединительных деталях 16. Для этого предусмотрены удлиненные отверстия 34 (Фигура 1). Они позволяют в случае контактного блока 33 в том смысле, как уже описано, посредством одного единственного зажимного винта соединять кабель с обеими присоединительными деталями 16. Кабели могут быть проложены в коробчатом корпусе 29 приборного блока и выведены вперед в подходящем месте через отверстия принимающей аппаратуру 31 несущей платы. Целесообразно при этом в коробчатом корпусе 29 расположить изолирующий кожух 35, который показан на Фиг.3 в качестве отдельной детали. Кожух 35 улучшает также надежность защиты от токов утечки и аварийных электрических дуг.

Контактное устройство 1 согласно изобретению было описано выше в связи с вставным приборным блоком 30, которым оно решает задачу соединения с питающими токопроводящими шинами. При этом может быть предусмотрено, что ведущие к потребителям кабели подключают непосредственно к коммутационной аппаратуре 31. Если в противоположность этому должна производиться возможно быстрая замена приборного блока, то для этого является выгодной форма выполнения приборного блока в виде выдвижного элемента, который имеет разъемные контакты как для питания, так и для выхода. Эти разъемные контакты могут быть образованы одинаковыми контактными устройствами 1.

Формула изобретения

1. Контактное устройство (1) для разъемного соединения приборного блока (30) с неподвижными токопроводящими шинами (14) путем смещения приборного блока с, по крайней мере, одним контактным элементом (6), а также с отходящим от него отогнутым, содержащим крепежную полку (8) контактным звеном (5) из плоского материала, присоединительной деталью (16) для соединения контактного звена (5) с проводом, корпусом (2) из изолирующего материала с отсеком (3) для приема контактного блока (4), образованного из контактного звена (5) и присоединительной детали (16), причем крепежная полка (8) для соединения с присоединительной деталью (16) снабжена сквозным отверстием (10) для крепежных средств, отличающееся следующими признаками: присоединительная деталь (16) имеет отогнутую и проходящую практически под прямым углом к направлению смещения и параллельную крепежной полке (8) монтажную полку (20), в отсеке (3) находится расположенная поперек к направлению смещения разделительная перегородка (13) в качестве контропоры крепежной полки (8) и монтажной полки (20), разделительная перегородка (13) содержит окно (22) для подвижного направления расположенной между крепежной полкой (8) и монтажной полкой (20) и соединенной с ними направляющей детали (15), направляющая деталь (15) выполнена настолько толще, чем разделительная перегородка (13), что контактный блок (4) в отсеке (3) является ограниченно подвижным поперек направления смещения.

2. Контактное устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющая деталь (15) при прямоугольном основном виде выполнена С-образной и содержит служащую для направления в окне (22) разделительной перегородки (13) среднюю часть (17), а также две концевые полки (18), причем концевые полки (18) принимают между собой монтажную полку (20) присоединительной детали (16) и согласованы с шириной монтажной полки (20).

3. Контактное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что сквозное отверстие (10) в крепежной полке (8) контактного звена (5) выполнено в виде удлиненного отверстия (10), которое проходит в продольном направлении крепежной полки (8) и выполнено с такими размерами, что при одинаково направленном, вложенном друг в друга соединении двух одинаковых контактных звеньев (5) остается отверстие с по крайней мере круговым поперечным сечением, простирающееся через обе крепежные полки (8).

4. Контактное устройство по п.3,отличающееся тем, что отсеки (3) корпуса (2) рассчитаны для приема трех контактных звеньев (5), причем два контактных звена (5) вложены друг в друга в одинаковом направлении, а третье контактное звено (5) расположено повернутым на 180° и причем далее удлиненные отверстия (10) в трех крепежных полках (8) совмещаются с образованием отверстия по крайней мере круговой формы.

5. Контактное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что на корпусе (2) под контактными звеньями (5) контактного блока (4) расположена выступающая вперед защитная губка (27).

6. Контактное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что корпус (2) содержит множество отсеков (3) для контактных блоков (4), соответствующее количеству параллельных неподвижных токопроводящих шин (14), и что между присоединительными деталями (16) контактных блоков (4) и граничащими стенками (28) приборного блока (30) расположен общий изолирующий кожух (35).

РИСУНКИ