Патент на изобретение №2398327

(54) ВСТАВНОЙ РАЗРЯДНИК, СОДЕРЖАЩИЙ ОДИН ИЛИ НЕСКОЛЬКО ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к вставному разряднику, содержащему один или несколько элементов защиты от перенапряжений, причем элементы защиты от перенапряжений расположены в конструктивном блоке с оптической индикацией неисправности, а также содержащему тепловой токовый предохранитель (5), который содержит исполнительное устройство для срабатывания контакта телесигнализации, служащего для сигнализации неисправностей. Конструктивный блок содержит две камеры, причем первая, нижняя, камера (1) подсоединяет в себя капсулированный искровой промежуток или подобную конструкцию, а торцы нижней камеры (1) образуются или ограничиваются штекерными контактными поверхностями (3), которые электрически соединены с искровым промежутком (2). Вторая, верхняя, камера (4) подсоединяет в себя токовый предохранитель. Причем между нижней и верхней камерой предусмотрена разделительная стенка (6), которая фиксирует монтажную плату (7). Штекерные контактные поверхности (3) содержат стабилизирующий изгиб (8) и переходят по меньшей мере в два ввода (9), нижние кромки которых содержат входной скос (10), причем выводы (9) соответствующих торцов проходят параллельно друг другу. Технический результат – повышение компактности конструкции и повышение устойчивости штекерных контактов к ударным токам, а также снижение механических усилий при установке и вынимании разрядников. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Область техники

Изобретение относится к разряднику с одним или несколькими элементами защиты от перенапряжений, а также к опорному узлу для механического или электрического подсоединения по меньшей мере одного подобного вставного (штекерного) разрядника согласно ограничительной части п.1 или 6 формулы изобретения.

Уровень техники

Из немецкой полезной модели DE 202004006 227 известен разрядник с контактом телесигнализации, служащим для сигнализации неисправностей. Срабатывание беспотенциальной механики происходит в этом уровне техники посредством теплового контроля установленных варисторов или триггерной схемы используемых сетевых искровых промежутков в соответствующих подсоединяемых блоках, причем это срабатывание передается дальше через предварительно натянутые пружины посредством шибера или гибкой пластины.

В основании этого известного устройства защиты от перенапряжений механическое движение передается посредством движущегося толкателя и переключающего коромысла, выполненного с возможностью поворотного опирания, на микровыключатель, который на своих выходах дает беспотенциальный переключающий контакт.

Из DE 10001667 С1 известен многополюсный разрядник для применения в низковольтных системах электропитания, содержащий один-единственный по существу U-образный опорно-соединительный узел с соединительными клеммами в корпусе для активных проводов и потенциала «земли», причем в корпусе узла предусмотрены направляющие средства для разъединяемого подключения контактируемых с соединительными клеммами штекерных узлов с варисторными элементами или элементами искровых промежутков.

В известных многополюсных разрядниках они, как было сказано, вставляются в опорно-соединительный узел, который имеет по существу U-образную форму, для чего разрядники имеют штекерные контакты.

Однако было показано, что при высоких требованиях, предъявляемых к устойчивости к ударным токам, штекерные контакты склонны к оплавлению. Поскольку силы контактирования расположенных друг напротив друга контактных элементов увеличиваются посредством выполнения клеммных гнезд, то соответствующий разрядник вряд ли может быть удален с целью замены без механических вспомогательных средств, что представляет собой существенный недостаток при сервисном обслуживании.

Раскрытие изобретения

Из вышесказанного следует, что задача изобретения состоит в том, чтобы создать усовершенствованный вставной разрядник, а также опорный узел для механического или электрического подсоединения подобных разрядников, причем конструкция должна быть особо компактной, а необходимые штекерные контакты между разрядником и ответными контактами в опорном узле должны иметь высокую устойчивость к ударным токам до 100 кА. Задача изобретения состоит также в том, чтобы гарантировать эту высокую устойчивость штекерных контактов к ударным токам, и при этом при установке или вынимании разрядников не должно возникать слишком больших механических сил и/или не должно требоваться прикладывать механические вспомогательные средства.

Задача изобретения решена благодаря совокупности признаков согласно п.1 или 6 формулы изобретения, причем зависимые пункты формулы изобретения представляют собой по меньшей мере целесообразные варианты реализации и развития.

Согласно изобретению вставной разрядник имеет, соответственно, две камеры, причем первая, нижняя, камера принимает в себя капсулированный искровой промежуток или подобную дугогасительную конструкцию.

Торцы нижней камеры образованы штекерными контактными поверхностями или ограничиваются подобными штекерными контактными поверхностями, которые электрически соединены с искровым промежутком. Предпочтительно здесь выбирается винтовой контакт между штекерными контактными поверхностями и соответствующими искровыми промежутками.

Вторая, верхняя, камера принимает в себя сам по себе известный токовый предохранитель и/или другие электронные модули.

Между нижней и верхней камерой предусмотрена разделительная стенка, которая может фиксировать монтажную плату. Эта монтажная плата может также иметь триггерную схему.

Штекерные контактные поверхности, которые изготавливаются из металлического штампованного материала, содержат стабилизирующий изгиб, который предпочтительно выполнен в виде внешнего изгиба. Сами изгибы или штекерные контактные поверхности переходят по меньшей мере в два расположенных на расстоянии друг от друга прямых, по существу имеющих гладкую поверхность соединительных вывода, нижние кромки которых содержат вводной скос наподобие фаски. Выводы соответствующих торцов проходят параллельно друг другу.

Выводы на соответствующем торце лежат соосно на одной линии.

Нижняя камера выполнена с возможностью запирания основанием, подогнанным к внешнему контуру искрового промежутка.

В одном из вариантов реализации искровой промежуток выполнен в виде полого цилиндрического тела, причем вследствие этого основание имеет в поперечном сечении форму круга или круглых сегментов.

В другом варианте реализации изобретения по меньшей мере одна из штекерных контактных поверхностей имеет на конце, противоположном выводам, сформированный выступ, который электрически соединен с монтажной платой. Таким образом, без дополнительных затрат может быть реализована часть разводки между искровым промежутком и, например, триггерной электроникой.

Предложенный изобретением опорно-соединительный узел для механического или электрического подсоединения по меньшей мере одного, предпочтительно нескольких, разрядников имеет по существу U-образную форму и содержит переключающее устройство для беспотенциальной телесигнализации состояний неисправности, а также содержит ответные контактные детали и сами по себе известные соединительные клеммы.

От основания этого опорного узла отходят по существу перпендикулярно вверх выступы, в которые направляющим образом входят соответствующие соединительные клеммы в предусмотренной там выемке.

Соединительные клеммы содержат ответную контактную деталь, которая имеет U- или V-образную форму с отверстием, направленным от основания.

Между щеками соответствующих ответных контактных деталей вставлена пружинная фасонная деталь, которая содержит направляющий изгиб, который при установке разрядника является ответным его выводу.

Далее, в основании опорного узла предусмотрены выемки или уступы, имеющие U- или V-образную форму, которая соответствует форме ответных контактных деталей, чтобы фиксировать их в горизонтальном направлении.

Первая щека ответной контактной детали переходит в соответствующую соединительную клемму или соединена с ней. Вторая щека ответной контактной детали контактирует своей внутренней стороной по большой площади или по всей площади с соответствующим, также плоским, выводом смонтированного разрядника.

Ответные контактные детали могут быть выполнены в области их U- или V-образной формы, аналогично находящимся на расстоянии друг от друга выводам 9, также на расстоянии друг от друга, то есть с разделением тока.

В опорном узле для модульных комбинированных разрядников может быть предусмотрено множество соединительных клемм с ответными контактными деталями, чтобы подсоединять множество разрядников параллельно друг другу.

Для систем заземления ТТ предусмотрен внутренний мостик «земля/нейтральный проводник», причем этот мостик находится в виде металлической фасонной детали в пространстве между двумя гнездами разрядников и соединен с соответствующей ответной контактной деталью с силовым замыканием, предпочтительно посредством заклепок.

Соответствующие вторые щеки пары ответной контактной детали могут иметь по своей ширине наклонно проходящий участок.

Наклонно проходящие участки второй щеки соответствующей пары могут быть выполнены в другом варианте реализации направленными друг на друга.

Форма наклонно проходящих участков выбрана ответной элементу нижней стороны U-образного опорного узла в области соединительных клемм с целью их центровки. Далее, наклонно проходящие участки способствуют легкой установке разрядника в основание, оснащенное ответными контактными деталями.

Краткий перечень фигур чертежей

Далее изобретение поясняется более подробно на основании варианта реализации, а также с помощью фигур.

На них показано следующее.

Фиг.1: аксонометрическая проекция вставного разрядника с явно показанным токовым предохранителем, искровым промежутком и конструктивным блоком из двух камер.

Фиг.2: вид основания опорного узла с соединительными клеммами и внутренним мостиком «земля/нейтральный проводник».

Фиг.3: вид разрядника с боковыми стенками верхней камеры и с показанным выступом для прохождения тока, выходящим от искрового промежутка к электронным элементам на монтажной плате.

Фиг.4: детальный вид ответной контактной детали U-образной формы с уже вставленным разрядником, вывод которого достиг своего конечного положения в U-образном участке ответной контактной детали.

Фиг.5: аксонометрическая проекция U-образного опорного узла, к которому может быть подсоединено несколько разрядников.

Фиг.6: вид нижней стороны U-образного опорного узла, причем показанная здесь деталь надевается или насаживается на основание согласно фиг.2.

Фиг.7: вид всего устройства в качестве комбинированного разрядника, например, для систем заземления ТТ.

Осуществление изобретения

Вставной разрядник согласно фиг.1 и 3 содержит первую нижнюю камеру 1, которая принимает в себя, например, капсулированный искровой промежуток 2.

Торцы нижней камеры 1 образуются штекерными контактными поверхностями 3 или ограничиваются подобными металлическими штекерными контактными поверхностями 3.

Штекерные контактные поверхности 3 посредством винтового соединения электрически и механически соединяются с соответствующим электродом искрового промежутка 2.

Вторая, верхняя, камера 4 может иметь токовый предохранитель 5, непоказанный индикатор неисправности или другие электронные компоненты.

Между нижней и верхней камерой находится разделительная стенка 6, например, из пластмассового материала, на которой установлена монтажная плата 7. Монтажная плата 7 предпочтительно выполнена в виде проводящей пластины и может механически нести указанный токовый предохранитель 5 и обеспечивать его электрическое подсоединение.

Штекерные контактные поверхности 3 имеют стабилизирующий изгиб 8 для придания устойчивости, который в показанном примере направлен наружу.

Далее, штекерные контактные поверхности 3 переходят по меньшей мере в два находящихся на расстоянии друг от друга вывода 9, нижние кромки которых имеют входной скос 10. Далее выводы 9 соответствующих торцов проходят параллельно друг другу.

Выводы соответствующих торцов выровнены в одну линию, то есть они проходят по одной прямой.

Нижняя камера 1 выполнена с возможностью закрывания днищем 11, подогнанным к внешнему контуру искрового промежутка 2 и выполненным предпочтительно из пластмассового материала.

На днище 11 могут быть выполнены выступы 11.1, которые при введении штекерного разрядника в основание образуют упор.

Верхняя камера 4 имеет две боковые стенки 12, проходящие от разделительной стенки 6 параллельно вверх. Таким образом, вставной разрядник может быть полностью закрыт простой крышкой, как это видно из представленного на фиг.7.

На расположенном напротив выводов 9 конце по меньшей мере одной из штекерных контактных поверхностей выполнен выступ 13, который электрически соединен с монтажной платой 7. Таким образом необходимый потенциал может быть подан на триггерную схему и/или на токовый предохранитель.

Опорный узел для механического или электрического подсоединения по меньшей мере одного, предпочтительно нескольких, штекерных разрядников поясняется более подробно на основании фиг.2, 4, 5 и 6.

От основания 14 опорного узла почти перпендикулярно вверх отходят расположенные на расстоянии друг от друга выступы 15, которые направляют соответствующие соединительные клеммы 16 и установлены с фиксацией против сдвига.

Соединительные клеммы 16 содержат по U-образной ответной контактной детали 17, а именно с направленным вверх от основания 14 свободным отверстием.

Между щеками 18 соответствующих ответных контактных деталей 17 вставлена пружинная фасонная деталь 19, которая содержит направляющий изгиб 20. Пружинная фасонная деталь состоит предпочтительно из элемента, изготовленного штамповкой и гибкой, который посредством приданной ему формы удерживается без выпадения между щеками 18 ответной контактной детали 17.

Направляющий изгиб 20 указывает своим открытым концом в направлении соответствующей соединительной клеммы, и, таким образом, для введения и установки разрядника с его выводами 9 создается свободное пространство.

Дополнительно в основании 14 предусмотрены выемки, имеющую форму, которая соответствует форме ответных контактных деталей, чтобы зафиксировать их в дополнение к выступам 15.

Первая щека 18.1 ответной контактной детали 17 переходит в соответствующую соединительную клемму 16 или соединена с ней, причем вторая щека 18.2 своей внутренней стороной на большой площади контактирует с соответствующим выводом 9 установленного разрядника.

Ответные контактные детали 17 в области их U-образной формы выполнены с разделением тока аналогично находящимся на расстоянии выводам 9 (см. фиг.2).

В основании согласно виду фиг.2 могут быть расположены два находящихся друг напротив друга ряда соединительных клемм или соединительных элементов с ответными контактными деталями, чтобы подсоединить несколько разрядников параллельно друг другу.

Для систем заземления ТТ предусмотрен внутренний мостик 200 «земля/нейтральный проводник», причем этот мостик 200 «земля/нейтральный проводник» находится в виде металлической фасонной детали в пространстве между двумя гнездами разрядников и соединен с соответствующей ответной контактной деталью 17 с силовым замыканием, предпочтительно посредством клепки.

Соответствующие вторые щеки 18.2 пары ответных контактных деталей могут иметь по своей ширине скошенный участок 21 (см. фиг.2). Эти скошенные участки могут, как показано на фиг.2, быть направлены друг на друга. Посредством скошенного выполнения относительно ширины соответствующей щеки 18.2 при установке разрядника не весь вывод 9 входит по всей своей ширине в фрикционный контакт, который надо преодолевать, а только небольшая область по ширине.

Форма наклонно проходящих участков 21 может быть выбрана ответной элементу 24 нижней стороны 23 U-образного корпуса 22 в области соединительных клемм с целью их центровки. Такое выполнение элемента 24 показывает фиг.6. Показанные скошенные поверхности имеют форму, аналогичную скошенным участкам 21 вторых щек 18.2. Как следствие, возникает упомянутая центровка при надевании детали 22 на днище 11, дополненное соединительными клеммами и мостиком.

В изображении всего устройства в сборе, представленном на фиг.7, в общей сложности опорным узлом подсоединяются четыре разрядника, образующие один комбинированный разрядник. Этот узел обладает необходимой внутренней разводкой с помощью указанного мостика. Поверхности 25 захвата, имеющие рифление, способствуют легкому захвату и вытягиванию соответствующих разрядников, и при этом не возникает необходимость использовать вспомогательный инструмент.

Формула изобретения

1. Вставной разрядник, содержащий один или несколько элементов защиты от перенапряжений, причем элементы защиты от перенапряжений расположены в конструктивном блоке с оптической индикацией неисправности, а также содержащий тепловой токовый предохранитель, который содержит исполнительное устройство для срабатывания контакта сигнализации, служащего для сигнализации неисправностей, отличающийся тем, что конструктивный блок содержит две камеры, причем первая нижняя камера (1) принимает в себя капсулированный искровой промежуток или подобную конструкцию (2), а торцы нижней камеры образованы или ограничены штекерными контактными поверхностями (3), которые электрически соединены с искровым промежутком (2), и далее вторая верхняя камера (4) принимает в себя токовый предохранитель (5), причем между нижней и верхней камерой (1; 4) предусмотрена разделительная стенка (6), которая фиксирует монтажную плату (7), причем штекерные контактные поверхности (3) содержат стабилизирующий изгиб (8) и переходят по меньшей мере в два ввода (9), нижние кромки которых содержат входной скос (10), причем выводы соответствующих торцов проходят параллельно друг другу.

2. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что выводы (9) на соответствующих торцах выровнены относительно друг друга.

3. Разрядник по п.1 или 2, отличающийся тем, что нижняя камера (1) выполнена с возможностью закрывания днищем (11), подогнанным к внешнему контуру искрового промежутка (2).

4. Разрядник по п.1 или 2, отличающийся тем, что верхняя камера (4) имеет две боковые стенки (12), проходящие от разделительной стенки (6) параллельно вверх.

5. Разрядник по п.1 или 2, отличающийся тем, что на конце, противоположном выводам (9), по меньшей мере одна из штекерных контактных поверхностей (3) имеет сформированный выступ, который электрически соединен с монтажной платой (7).

6. Опорный узел для механического или электрического подсоединения по меньшей мере одного, предпочтительно нескольких вставных разрядников, заявленных в любом из предыдущих пунктов, U-образной формы с переключающим устройством для беспотенциальной сигнализации состояний неисправности, с ответными контактными деталями и с соединительными клеммами, отличающийся тем, что от основания (14) отходят на расстоянии друг от друга выступы (15), в которые направляющим образом входят соответствующие соединительные клеммы (16), причем соединительные клеммы (16) содержат ответную контактную деталь (17) U-или V-образной формы с отверстием, направленным от основания (14), причем между щеками (18) соответствующих ответных контактных деталей (17) вставлена пружинная фасонная деталь (19), содержащая направляющий изгиб (20), который при установке разрядника является ответным его выводу (9).

7. Опорный узел по п.6, отличающийся тем, что в основании (14) предусмотрены выемки, имеющие U- или V-образную форму, которая соответствует форме ответных контактных деталей (17), чтобы фиксировать их.

8. Опорный узел по п.6 или 7, отличающийся тем, что первая щека (18.1) ответной контактной детали переходит в соответствующую соединительную клемму или соединена с ней, причем вторая щека (18.2) своей внутренней стороной на большой площади контактирует с соответствующим выводом (9) установленного разрядника.

9. Опорный узел по п.6 или 7, отличающийся тем, что ответные контактные детали (17) в области их U- или V-образной формы выполнены с разделением тока аналогично находящемуся на расстоянии выводу (9).

10. Опорный узел по одному из пп.6 или 7, отличающийся тем, что он содержит несколько соединительных клемм (16) с ответными контактными деталями (17, 18.1, 18.2), чтобы подсоединить несколько разрядников параллельно друг другу, причем для систем заземления ТТ предусмотрен внутренний мостик (200) «земля/нейтральный проводник», причем этот мостик (200) «земля/нейтральный проводник» находится в виде металлической фасонной детали в пространстве между двумя гнездами разрядников и соединен с соответствующей ответной контактной деталью (17) с силовым замыканием, предпочтительно посредством клепки.

11. Опорный узел по п.9, отличающийся тем, что соответствующие вторые щеки (18.2) пары ответных контактных деталей (17) имеют по своей ширине скошенный участок (21).

12. Опорный узел по п.11, отличающееся тем, что скошенные участки (21) вторых щек соответствующей пары направлены друг на друга.

13. Опорный узел по п.11 или 12, отличающийся тем, что форма наклонно проходящих участков (21) выбрана ответной элементу (24) нижней стороны (23) U-образного корпуса (22) в области соединительных клемм с целью их центровки.

РИСУНКИ