FI76447C - Manoevermekanism foer elkopplare. - Google Patents

Description

7644 7 Sähkökytkimien ohjausmekanismi

Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 lajimääritelmässä esitettyä tyyppiä oleva ohjausmekanismi. Keksinnön mukainen ohjausmekanismi sopii erityisesti käsikäyttöisiin kuormakatkaisimiin pienjännitettä varten (aina 1000 V järjestelmäjännitteeseen asti), mutta sitä voidaan periaatteessa käyttää myös muissa yhteyksissä.

Yllä mainituntyyppiset kuormakatkaisimet rakennetaan tavallisesti ns. riippumatonta käsiohjausta varten, mikä merkitsee sitä, että koskettimen liikkeen nopeus kytkennässä ja katkaisussa sekä ao. ohjauksen loppuunsuoritus pääteasentoon ovat riippumattomia siitä voimasta, jolla kädensijaa ohjataan. Tähän tarvitaan jousilaitetta, joka varastoi kädensijasta tulevan energian ja toimittaa sen koskettimiin, kun riittävästi energiaa on varastoituna.

Pienempien sähkökytkimien kuten ohjauskytkimien ja sentapaisten ohjaukseen on aiemmin ehdotettu käytettäväksi mekanismia, joka käsittää siirtyvän luistin, johon vaikuttavat vastapäätä toisiaan luistin molemmille puolille sovitetut lehtijouset (saksalainen patenttijulkaisu 1 078 213). Tällä rakenteella saavutettava ohjausvoima on kuitenkin suhteellisen rajoitettu, minkä vuoksi se ei kovin hyvin sovi suurempiin kytkinlaitteisiin.

Toisessa aiemmin ehdotetussa kuormakytkimiä varten tarkoitetussa ohjausmekanismissa on siirtyvän ohjausluistin molemmille puolille sovitettu kierukkajousia, jotka on asennettu katkaisimen runkoon kiertyvästi laakeroituihin ohjaustappei-hin (ruotsalainen patenttihakemus 7907711-1). Tämän laitteen epäkohtana on, että se sisältää useita eri osia, joiden valmistus ja asennus ovat kalliita.

2 7644 7

Edelleen on ehdotettu ohjausmekanismin varustamista suoraviivaisesti siirrettävässä kasetissa olevalla lehti jousella, joka on varustettu kiristysjaloilla. Lehti jousi on kiristämät-tömänä tasainen ja ulottuu kasetin siirtosuunnassa. Kiristys-jalat sijaitsevat lehtijousta pitkin vuorotellen jousen kummallakin puolella (patenttihakemus SE-8 007 967-6). Tämän rakenteen epäkohtana on suuri tilantarve.

Patenttivaatimuksen l johdannon mukainen ohjausmekanismi tunnetaan ennestään patentista SE-223 001. Tämä mekanismi sisältää jousen, jonka tulee kestää verraten suuri muodonmuutos ohjattaessa, esimerkiksi taotun jousen. Tällaisten jousien valmistus on kuitenkin kallista.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kyseistä tyyppiä oleva ohjausmekanismi, jossa aiemmin tunnettujen rakenteiden yllä mainitut epäkohdat on vältetty. Tämä saavutetaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyillä toimenpiteillä.

Keksinnön mukaisen mekanismin jousi on meistetty teräslevystä ja sitä kuormitetaan sen omassa tasossa. Taivutuskuormitetul-la poikkileikkauksella on vakioleveys levyn paksuuden ollessa sama. Koska osa leikataan levystä, saadaan vaihteleva korkeus ja vakio taivutusrasitus, sekä näin ollen optimaalinen aineen ja tilan hyväksikäyttö.

Keksintöä selitetään lähemmin oheiseen piirustukseen liittyen, jossa kuviot la ja ib esittävät keksinnön mukaisen ohjausmekanismin periaatetta sen yksinkertaisimmassa muodossa, joka on tarkoitettu sen tyyppistä kuormakatkaisinta varten, jossa on luistin muodostama kosketusohjäin, joka liikkuu suoraviivaisesti kahden pääteasentonsa välissä, kuviot 2a ja 2b esittävät tällaisen mekanismin edelleen kehitetyn suoritusmuodon periaatetta, kuviot 3a ja 3b esittävät tämän mekanismin vielä erään edelleen kehitetyn suoritusmuodon periaatetta,

II

3 76447 kuvio 4 esittää sivukuvana kuvioissa 3a ja 3b esitetyn periaatteen raukaista keksinnön käytännön suoritusmuotoa, kuvio 5 esittää tasokuvana kuvion 4 mukaista suoritusmuotoa, ja kuviot 6 ja 7 esittävät tasokuvana pyörivällä nokkalevyllä varustettua kuorraakatkaisinta varten tarkoitettua ohjausmekanismia sen kahdessa pääteasennossa.

Seuraavassa kuvioihin 1-5 liittyen selitetty ohjausmekanismi on tarkoitettu sentyyppisiä kuormakatkaisimia varten, joissa on luistin muodostama kosketusohjäin, joka liikkuu suoraviivaisesti kahden pääteasentonsa välissä. Jousimekanismin on tällöin siirrettävä ohjausvoima esimerkiksi kiertyvästä ohjauskädensijasta kosketusluistiin, joka liikkuu suoraviivaisesti suorakulmaisesti kädensijan kiertoakselia vastaan.

Kuvioissa 1-3 esitetyissä periaatesuoritusmuodoissa on U-muotoinen pääjousi 1, ja jousen haarojen 2, 3 päätepisteiden väliin on sovitettu kaksi kiristysvartta 4, 5. Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa nämä kiristysvarret ovat suoria ja jäykkiä ja toisesta päästään kytketty niveltyvästä kumpikin omaan jousen haaraansa 2, 3 ja toisesta päästään laakeroitu kiertyvästä laakerointipisteisiin 6, 7, jotka on sovitettu kiinteästi mekanismin runkoon.

Kun pääjousi 1 siirretään pituussuunnassaan (nuolen suunnassa A) kuviossa la esitetystä toisesta pääteasennosta kuviossa Ib esitettyyn toiseen pääteasentoon, varret 4, 5 puristavat haarat 2, 3 erilleen ohjausliikkeen ensimmäisen osan aikana. Varsien ohitettua kuolopisteen voivat haarat joustaa takaisin jousen liikkuessa edelleen eteenpäin ja luovuttaessa nyt sen energian, joka liikkeen ensimmäisen osan aikana varastoitiin jouseen.

Iskun pituuden suurentamiseksi pääjousen koon säilyessä ennallaan on varret 4, 5 tehtävä pitemmiksi. Tämä voidaan tehdä muodostamalla varret kaareksi ja sijoittamalla ne limittäin, kuten kuviot 2a ja 2b esittävät. Nämä kaarevat varret voidaan edullisesti valmistaa jousiteräksestä ja mitoittaa siten, että 4 76447 ne saavat suuren kuormituksen. Ne tulevat tällöin toimimaan jousina ja työskentelemään sarjassa pääjousen 1 kanssa sekä osaltaan vaikuttamaan kokonaisjousityöhön.

Kuvioiden la-2b mukaisissa suoritusmuodoissa on kiristysvar-sien kiinteän pään laakerointikohdat 6, 7 sijoitettu jäykkään runkoon. Jousityön suurentamiseksi voidaan mekanismiin lisätä neljäs jousielementti laakeroimalla varsien kiinteä pää samoin U-muotoiseen jouseen 8, kuten kuviot 3a ja 3b esittävät. Jousen 8 kantaosa on tällöin sovitettu kiinteästi mekanismin runkoon.

Kuviot 4 ja 5 esittävät kuvioissa 3a ja 3b esitetyn periaatteen mukaisesti toteutettua ohjausmekanismia, jossa on pää-jousi 1, kaksi jousivartta 4, 5 ja kiinteä jousi 8. Mekanismi sisältää edelleen kädensijalla 10 varustetun käyttöakselin 9. Ensimmäisen varren 11 ja toisen varren 12 avulla voidaan kä-densijan vääntömomentti muuntaa suoraviivaiseksi, pääjouseen 1 kohdistuvaksi käyttövoimaksi. Ensimmäinen varsi 11 on yhdistetty kiinteästi käyttöakseliin 9, ja siinä on ura 13, jossa kulkee rulla 14. Rulla 14 on vuorostaan kiinnitetty toiseen varteen 12. Uran 13 muodon sekä rullan 14 sijoituksen avulla voidaan ensimmäisen ja toisen varren välille saada haluttu välitys.

Toinen varsi 12 voi kiertyä mekanismin runkoon kiinteästi sovitetussa laakeroinnissa 15 ja käyttää pääjousta 1 kahden tähän kiinnitetyn vääntiötapin 16 ja 17 avulla. Samoja vään-tiötappeja käytetään jatkeellaan pääjousen toisella puolella käyttämään kosketusluistia 18.

Kuviot 6 ja 7 esittävät keksinnön mukaisesti toteutettua ohjausmekanismia, joka on tarkoitettu sentyyppisiin kuorma-katkaisimiin, joissa kosketusohjäin liikkuu ohjauskädensijän akselin suunnassa, ts. suorakulmaisesti yllä kuvattua vastaan.

tl 5 76447 Tämäntyyppisessä kuormakatkaisimessa kosketusohjäin on varustettu kahdella kammiolla, jotka toimivat yhdessä kahden pyörivällä levyllä olevan samanlaisen kammion kanssa siten, että kosketusohjäin työntyy pois levyltä, kun tämä pyörii neljänneskierroksen. Kun levy kiertyy takaisin, kosketus-ohjain palautuu kosketusjousista tulevan voiman avulla.

Ns. riippumattoman käsiohjauksen aikaansaamiseksi on jousi-mekanismi sijoitettu kädensijan ja nokkalevyn väliin. Tämä mekanismi toimii siten, että jousi kiristyy kädensijan mukana ohjauksen ensimmäisen osan aikana, ja vasta kun riittävästi energiaa on varastoitu jouseen, jousivoiman käyttämä nokkalevy vaihtaa asentoa. Kuvioista 6 ja 7 käy ilmi, miten tällainen jousimekanismi voidaan saada aikaan ohuiden jousielementtien avulla, jotka on kaikki leikattu levystä ja joissa voima ja ulostaipuma ovat levyn tasossa.

Kuvioissa 6 ja 7 esitettyyn ohjausmekanismiin kuuluu kuorma-katkaisin 19, jossa on keskikäyttöakseli 20, johon on asennettu esittämättä jätetty ohjauskädensija. Mekanismi sisältää keskijousen 21, kaksi jousikaarta 22, 23 ja kaksi kehys-jousta 24, 25.

Käyttöakseli 20 menee keskijousen keskellä olevan muotomeis-tetyn reiän 26 läpi, minkä ansiosta vääntömomenttia voidaan siirtää käyttöakselilta keskijouseen. Navan ulkopuolella keskijousessa on kaksi syvennystä 27, 28, joista kaksi katkaisimen nokkalevyllä olevaa vääntiösegmenttiä 29, 30 työntyy ylös. Keskijousessa on kaksi kierukkamaista vartta 31, 32, jotka muodostavat joustavan osan. Joustoliike on pääasiassa säteittäinen.

Kaksi jousikaarta 22, 23 muodostavat kaksi niveltä, jotka yhdistävät keskijousen 21 kehysjousiin 24, 25. Kussakin liitospisteessä 33, 34, 35, 36 sijaitseva tappi tekee liitoksesta niveltyvän. Joustoliike tapahtuu siten, että kunkin nivelen päätepisteiden välistä etäisyyttä suurennetaan.

6 76447

Kaksi kehysjousta 24, 25 muodostavat yhdessä kiinteän ulko-kehyksen. Joustoliike tapahtuu lyhentämällä nivelpisteiden 34, 36 välistä etäisyyttä.

Kuviot 6 ja 7 esittävät jousimekanismia sen kahdessa pääte-asennossa. Mekanismin työtapa on seuraava:

Akseli 20 kiertää keskijousta 21, samalla kun kaikki jousi-elementit kiristyvät pakkomuodonmuutoksen vaikutuksesta.

Kun neljä nivelpistettä 33-36 sijaitsevat linjassa, jouset ovat maksimaalisesti jännitettyjä, mutta vääntävä momentti on nolla, koska momenttivarsi on nolla. Edelleen kierrettäessä momenttivarsi vaihtelee ja niin ollen myös momentin merkki. Tämän jälkeen jouset luovuttavat vääntömomenttia, samalla kun niiden kuormitus kevenee. Käyttävän momentin ottavat vastaan kaksi vääntiösegmenttiä 29, 30, jotka on sijoitettu nokkale-vylle.

Muodostamalla vääntiösegmentit siten, että muodostuu välys, joka on yhtä suuri kuin puolet keskijousen liikkeestä, saadaan nokkalevy pysymään paikallaan jousijärjestelmää jännitettäessä ja nokkalevyyn vaikutetaan vasta jousienergian vapautuksen jälkeen.

Kun keskijousen ja käyttöakselin välillä on vastaava välys, ei jousien tarvitse kiihdyttää jälkimmäistä, mikä olisi havaittu iskuna kädensijassa.

Selitetyn jousijärjestelyn etuna on, että mekanismista tulee ohut, jolloin se vaatii pienen tilan. Meistämällä jouset voidaan optimaalinen kuormitus varmistaa koko jousen pituutta pitkin. Samalla jousielementeille voidaan antaa lisätehtäviä, kuten laakerointi, ohjaus, varsitehtävä ja vääntiötehtävä. Mekanismin osien lukumäärää voidaan tällöin pienentää.

Claims (10)

1. Sähkökytkimien ohjausmekanismi, johon kuuluu runko, jossa liikkuvan koskettimen vaikutuksen alaiseksi sovitettu kosketusohjäin (18) on sovitettu siirrettäväksi kahden pää-teasennon välillä ainakin yhden kiristyslaitteella (4, 5) varustetun pää jousen (1, 21) vaikutuksen alaisena, joka jousi on sovitettu kiristettäväksi ohjausliikkeen ensimmäisen osan aikana, minkä jälkeen se lähinnä hetkellisesti vaihtaa koskettimen suljetusta asennosta avattuun asentoon tai päinvastoin, jolloin kiristyslaite muodostuu kahdesta kiertyvästi laakeroidusta kiristysvarresta (4, 5, 22, 23), jotka on ni-veltyvästi kytketty toinen pää jousen toiseen päähän ja toinen toiseen päähän, tunnettu siitä, että pää jousi (1, 21) muodostuu levystä leikatusta tasojousesta, joka on sovitettu siten kiristysvarsien suhteen, että kiristysvoimat ja niiden aiheuttama pää jousen ulostaipuma ohjausliikkeen aikana ovat levyn tasossa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausmekanismi, tunnettu siitä, että mainitussa pääjousessa (1) on kaksi kantaosasta ulkonevaa pääasiassa yhdensuuntaista haaraa (2, 3), joiden päät on kytketty niveltyvästi kumpikin omaan kiertyvästi laakeroituun kiristysvarteensa (4, 5), ja että pää-jousi (1) on siirrettävissä haaran suunnassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ohjausmekanismi, tunnettu siitä, että kiristysvarret (4, 5) sijaitsevat jousen haarojen (2, 3) pääteosien välissä ja ovat kaarevia ja limittäin sovitettuja.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen ohjausmekanismi, tunnettu siitä, että kiristysvarret (4, 5) ovat joustavia ja muodostuvat edullisesti levystä leikatuista tasojousista. 76447 s

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen ohjausmekanismi, tunnettu siitä, että kiristysvarret (4, 5) on laakeroitu kumpikin omaan haaraansa runkoon kiinteästi sovitetun jousen (8) kahdesta pääasiassa yhdensuuntaisesta haarasta.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen ohjausmekanismi, tunnettu siitä, että mainittu kiinteä jousi (8) muodostuu levystä leikatusta tasojousesta.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen ohjausmekanismi, tunnettu siitä, että mainituille jousille (1, 4, 5, 8) on annettu vaihteleva poikkileikkauspinta siten, että ao. jousen taivutusrasitus muodostuu pääasiassa vakioksi jousen koko pituutta pitkin.

7 76447

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen ohjaus-mekanismi, tunnettu siitä, että pääjouseen (1) on sovitettu vääntiötappeja (16, 17) ohjausliikkeen siirtämiseksi kädensi-jasta tai sentapaisesta kosketusohjaimeen (18).

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausmekanismi, tunnettu siitä, että mainitussa pääjousessa (21) on keski-reikä (26) kytkentäkosketusta varten käyttöakselin (20) kanssa ja se on muodostettu keskisymmetriseksi, jolloin siinä on pitkänomainen keskiosa ja kaksi joustavaa vartta (31, 32), joista toinen ulkonee keskiosan toisesta ja toinen toisesta päästä samaan kiertosuuntaan, sekä sitä ympäröi kehysjousi (24, 25), jolloin kaksi kaarevaa tasojousta (22, 23) muodostaa kytkinnivelet pää jousen varsien (31, 32) päiden ja kahden kehysjousella (24, 25) diametraalisesti sijaitsevan kytkinpis-teen (34, 36) välillä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen ohjausmekanismi, tunnettu siitä, että kehysjousi muodostuu kahdesta kaarevasta, maihittuihin nivelpisteisiin (34, 36) yhdistetystä ta-sojousesta (24, 25). Il 9 76447