FI78369B - Mikrostroembrytare. - Google Patents

Description

1 78369

Mikrokytkin

Teknillinen alue Tämä keksintö liittyy sähkötekniikkaan ja erityises-5 ti mikrokytkimiin.

Keksintö on käyttökelpoinen rajakytkimenä automatisoiduissa ohjauksen ja suojauksen viestintäjärjestelmissä, koneiden ja koneistojen sähkökäytöissä.

Yleensä rajakytkimien koskettimien vaihto tapahtuu ko-10 neiston liikkuvan olakkeen (epäkeskon) vaikutuksesta kohdistettuna kytkimen toimintaosaan.

Koneen liikkuvan olakkeen liikkeen alhaisilla nopeuksilla ja koskettimien vaihdon nopeudella, mikä on riippuvainen liikkuvan olakkeen nopeudesta, kuten on laita suoran toi-15 minnan kytkimissä, aikaväli sähköisten kuormitusten alaisten koskettimien ensimmäisen kosketuksen ja hetken, jolloin ne saavuttanut riittävän kosketinpaineen, välillä on suhteellisen suuri.

Koskettimien, jotka ovat sähköisen kuormituksen alai-20 sinä riittämättömällä kosketinpaineella, ollessa pitkäaikaisessa kiinniasennossa, kuten myös niiden hidas vaihto, voi aiheuttaa useita vaikeita vikoja: hetkellisen irtikytkennän, koskettimien kulumisen kipinöinnin johdosta ja jopa niiden yhteensulautumisen.

25 Mikrokytkimiä, joissa on keino liikkuvien kosketti mien kytkentänopeuden suurentamiseksi, käytetään siinä tarkoituksessa, että eliminoidaan koskettimien vahingoittumiset koneiden liikkuvan olakkeen pienillä nopeuksilla.

Taustatieto 30 Alalla tunnetaan mikrokytkin (ks. US-patentti nro 2 728 826, kansainvälinen patenttihakemus N01H 13/28), joka käsittää kiinteät koskettimet kiinnitettyinä liikkumattomalle alustalle, liikkuvan koskettimen sovitettuna selektiivisesti vaihtokytkeytymään kiinteisiin koskettimiin ja 35 apuneuvon liikkuvan koskettimen siirtämiseksi. Apuneuvo liikkuvan koskettimen siirtämiseksi sisältää toimintavivun 2 78369 ja kosketinvivun, jotka ovat kytketty peräkkäin toisiinsa ja jousen. Toimintavipu ja jousi ovat kiinnitetyt eristävälle alustalle. Liikkuva kosketin on kiinnitetty kosketin-vivun päähän, joka on kytketty jouseen.

5 Tässä mikrokytkimessä kosketinpaine muuttuu nimel lisarvosta nollaan, kun toimintavipu liikkuu toimintapisteeseen, joka tekee mikrokytkimen epäluotettavaksi toimin-taosan liikkeen pienillä nopeuksilla, siten rajoittaen sen käyttösovellutuksen aluetta.

10 Tunnetaan myös mikrokytkin esitettynä länsi-saksa- laisessa patentissa nro 1 916 956, kansainvälinen patenttihakemus HOIH 13/28. Tämä mikrokytkin käsittää myös eristävän alustan 1' (katso kuvioita 1-4), kiinteät koskettimet 2', 3' kiinnitettyinä eristävään alustaan 1', liikkuvan kosket-15 timen 4', sovitettuna selektiivisesti kytkeytymään kiinteisiin koskettimiin 2' ja 3' ja apuneuvon liikkuvan koskettimen 4', muutosta varten. Tässä mikrokytkimessä apuneuvo liikkuvan koskettimen 4' muutosta varten käsittää vastaavasti toiminta-, kosketin- ja välivivut 5', 5', 7' ja kanna-20 tinvivun 8', joka on vetojousi. Toimintavipu 5' ja vetojousi 8' ovat nivelasennettu eristävälle alustalle 1'. Koske-tinvivun 6', toinen pää on yhdistetty toimintavivun 5' vapaan pään kanssa, piste 0 ja sen toiseen päähän kiinnitetty liikkuva kosketin 4' ja liikkeen rajoittava olake 9'. Väli-25 vivun 7' toinen pää on nivelyhdistetty kosketinvivun 6' keskiosaan, piste 0^ ja toinen pää on yhdistetty vetojousen 8' vapaan pään kanssa ja nojaa ylöspäin liikkeen rajoittavaa olaketta 9' vasten.

Mikrokytkimen alkuasennossa esijännitetty jousi 8' 30 saa aikaan voiman P välivivun 7' päähän, johon se on yhdistetty. Voiman P aikaansaama kosketinpaine P^ on yhtä suuri kuin P>Sinot (kuvio 1) , missä Oi on kosketinvivun 6' ja jousen 8' välinen kaltevuuskulma.

Toimintavivun 5' pää, joka on nivelyhdistetty kos-35 ketinvivun 6' kanssa (niiden liitospiste 0), liikkuu voiman F' vaikutuksesta voiman F' vaikutussuuntaan ja kun piste 0 3 78369 saavuttaa kosketinvivun 6' epästabiilin asennon I-I (kuvio 2) suoran, jousi 8' venyy, välivipu 7' on yhdensuuntainen kosketinvivun 6' kanssa, voima P suurenee arvoon P2 ja koske-tinpaine P^ tulee yhtä suureksi kuin nolla (P^ = 0); koska 5 kulma Ot = 0 .

Kun piste 0 ylittää suoran I-I, liikkuvan koskettimen 4', asento muutetaan. Toimintavivun 5', hitaalla (ryömivällä) liikkeellä toiminta-asentoon, kuten yllä esitettiin, koskettamien 2', 4' tai 3', 4' ollessa pitkäaikaisessa kiinni-10 asennossa sähköisen kuormituksen alaisena riittämättömällä kosketinpaineella voi aiheuttaa hetkellisen irtikytkennän, koskettimien kulumisen kipinöinnin johdosta ja jopa niiden yhteensulautumisen.

Liikkuvien koskettimien 4', kiinteiden koskettimien 15 2' tai 3' yhteensulautumisen tapauksessa kun toimintavipu 5' saavuttaa toiminta-asennon, välivivun 7', asennonmuutos mahdollistaa irrotusvoiman nopean suurenemisen.

Liikkuvan koskettimen 41 muutetussa asennossa (kuvio 4) kaksi voimaa vaikuttaa kosketinvipuun 6'.

20 P.| = P' Sin/3 missäβ on välivivun 7' ja jousen 8' välinen kaltevuuskulma ja 25 P3 = P£ Siny = P' Sin y Cos β missä *y on välivivun 7' ja kosketinvivun 6' välinen kaltevuuskulma .

30 Silloin kosketinpaine

Pk = Ρΐ " P3 17 = P'(Sin/i - Siny Cos/S ^) , missä L ja AL ovat vaakaprojektio kosketinvivun 61 pituu-35 desta ja vaakaprojektio kosketinvivun 61 osapituudesta pisteiden 0 ja 01 välillä.

4 78369

Kun vaikuttava voima F on poistettu toimintavivulta 5', kosketinvipu 6', yhdessä toimintavivun 5' kanssa, pyrkii palautumaan alkuasentoon jousivoiman P' vaikutuksesta.

Kun kulma β on pienentynyt minimiarvoon, tapahtuu 5 voimien tasapainotila P' Sin/¾ = P' Siny Cos/3 ^ kosketinpaineen ollessa yhtä suuri kuin 0.

10 Siten tunnetussa mikrokytkimessä kosketinpaine muut tuu nimellisarvosta minimiarvoon toimintavivun liikkeen nopeudella ja kun toimintavipu saavuttaa suoratoiminnan asennon ja myös tietyssä asennossa ennen tilamuutosta, kosketinpaine tulee yhtä suureksi kuin 0.

15 Keksinnön esittäminen

Keksinnön kohteena on aikaansaada mikrokytkin, jossa komponenttien järjestelymekanismissa liikkuvien koskettimien asennon muuttamiseksi mahdollistaisi, mikrokytkimen minimi-koolla ja painolla, vakiokosketinpaineen aikaansaamiseksi 20 toimintavivun liikkeen aikana toiminta-asentoon, siten lisäten sen käyttöluotettavuutta.

Tämä kohde on toteutettu keksinnön mukaisen mikro-kytkimen avulla, joka käsittää eristävän alustan, vähintään yhden kiinteän koskettimen kiinnitettynä eristävään alus-25 taan, ainakin yhden liikkuvan koskettimen, joka koskettaa kiinteää kosketinta, välineet liikkuvan koskettimen siirtämiseksi, joihin välineisiin sisältyy toimintavipu, joka on liitetty kosketinvipuun ja jousisovitelman, joka käsittää välivivun ja jousen, jotka on liitetty toisiinsa jälkimmäi-30 sen toisessa päässä, joka toimintavipu ja toinen jousisovitelman komponenteista ovat keirtyviä kiinteillä eristävän alustan tuilla, jolloin se välivivun pää, joka on kytketty jouseen tuketuu rajoittimeen, joka on muodostettu kosketin-vivun vapaaseen päähän tämän saman pään kannattaessa liik-35 kuvaa kosketinta. Tälle keksinnönmukaiselle mikrokytkimel-

II

5 78369 le on tunnusomaista, että jousisovitelman toinen komponentti on kiinnitetty kosketinvivun päähän, joka on vastapäätä sitä päätä, joka kannattaa liikkuvaa kosketinta siten, että toimintavivun liitospiste kosketinvipuun sijaitsee jousiso-5 vitelman toisen komponentin liitospisteen kosketinvipuun ja liikkuvan koskettimen välissä.

Tällainen toiminta-, väli- ja kosketinvipujen järjestely tekee mahdolliseksi estää vikatapaukset aikaansaamalla vakiokosketinpaine ja huomattavasti lisätä mikrokytkimen 10 käyttöluotettavuutta. Sen lisäksi tämä saavutetaan mikro-kytkimen erittäin yksinkertaisella rakenteella, pienellä koolla ja massalla.

Suppea piirustusten kuvaus

Keksintö selitetään nyt viittaamalla sen suoritusmuo-15 töihin, jotka esitetään liitteenä olevissa piirustuksissa, joissa:

Kuviot 1-4 on kaavioesitys aikaisemman tekniikan mik-rokytkimestä, suoratoiminnan ja laitteen tilanmuutoksen vaiheesta liikkuvien koskettimien asennon muuttamiseksi; 20 Kuvio 5 on kaaviokuva keksinnön mikrokytkimen suori tusmuodosta, yleiskuva;

Kuvio 6 on yksityiskohtainen esitys kuviossa 5 esitetystä mikrokytkimestä, aksonometrinen kuva;

Kuvio 7 esittää kaaviomaisesti keksinnön mikrokytki-25 men toista suoritusmuotoa, yleiskuva;

Kuvio 8 on yksityiskohtainen esitys kuviossa 7 esitetystä mikrokytkimestä, aksonometrinen kuva;

Kuvio 9 on keksinnön mikrokytkimen lisämodifikaation yleiskaaviokuva; 30 Kuvio 10 on yksityiskohtainen esitys kuviossa 9 esi tetystä mikrokytkimestä, aksonometrinen kuva;

Kuviot 11-12 esittävät keksinnön mikrokytkimen mekaanista kaaviota;

Kuvio 13 esittää kosketinpaineen muutoksien diagrammia 35 keksinnön mikrokytkimessä.

6 78369

Keksinnön paras esitystapa

Viittaamalla kuvioihin 5-12 mikrokytkin käsittää eristävän alustan 1, vähintään yhden parin kiinteitä kosket-timia 2, 3 kiinnitettyinä tälle alustalle 1 (kuviot 5, 6, 9, 5 10), vähintään yhden liikkuvan koskettimen 4 sovitettuna selektiivisesti liittymään kiinteisiin koskettimiin 2,3.

Keksinnön mikrokytkimen muunnos, jossa on kaksi paria kiinteitä koskettimia ja kaksi liikkuvaa kosketinta, on esitetty kuvioissa 7,8. Toimintaosa 5 koskettaa toimintavipua 6. 10 Apuneuvo liikkuvien koskettimien 4 asennon muuttami seksi sisältää toimintavivun 6, kosketinvivun 7 ja jousisovi-telman, joka käsittää välivivun 8 ja jousen 9 kytkettyinä yhteen toisesta päästään. Toimintavivun 6 toinen pää on nivel-yhdistetty eristävään alustaan 1 johtimella 19 (kuviot 5 ja 9) 15 (tässä ja tämän jälkeen nivelyhdistäminen suoritetaan, nimenomaisesta tapauksesta riippuen särmälaakeripitimien avulla) .

Toimintavivun 6 toinen pää 11 on samoin särmälaake-ripitimien avulla yhdistetty kosketinvipuun 7. Kosketinvivun 7 vapaaseen päähän 1 on asennettu liikkuva kosketin 4 20 ja liikkeen rajoittava olake 13. Välivipu 8 ja jousi 9 ovat nivelyhdistetyt toisiinsa vastaavasti päillä 14, 15 ja no-jaavat liikkeen rajoittavaa olaketta 13 vasten. Välivivun 8 toinen pää 16 on nivelyhdistetty kosketinvipuun 7 pisteessä, joka on viereinen jälkimmäisen ja toimintavivun 6 25 liitospisteelle ja jousen 9 toinen pää 7 on nivelyhdistetty eristävään alustaan. Kuvion 7 mukaisessa mikrokytkimes-sä toimintavipu 6 on asennettu nivelletystä päästä 10 kiin-teälle tuelle 20, joka on erillään eristävästä alustasta 1 ja kannatusvipu 8 on liitetty niveltyvästi päästään kiin-30 teään tukeen 21, joka on kytketty eristävään alustaan 1.

Keksinnön mukaan välivivun 8 pää 16 on yhdistetty kosketinvivun 7 päähän, joka on vastakkainen päälle 12, jolle liikkuva kosketin 4 ja liikkeen rajoittava olake 13 ovat asennetut ja toimintavipu 6 on yhdistetty kosketinvi-35 puun 7 sen keskiosaan liikkuvan kosketinvivun 7 ja välivivun 8 väliin. Tämä mahdollistaa vakiokosketinpaineen aikaansaamisen mikrokytkimessä, täten estäen mahdolliset 7 78369 vikatilanteet/ jotka tapahtuivat aikaisemman tekniikan mik-rokytkimissä ja sen käyttöluotettavuuden suurenemisen, melko yksinkertaisella rakenteella ja pienellä tilalla ja massalla .

5 Mahdolliset muutokset toiminta-, kosketin-, väli- ja kannatinvivuissa 6, 7, 8 ja 9, vastaavasti ja niiden järjestely keksinnön mikrokytkimessä on esitetty kuvioissa 5-10. Tällaiset mikrokytkimen toiminnat ovat seuraavat. Mikrokytkimen alkuasennossa esijännitetty jousi 9 10 (kannatinvipu) toimii voimalla P välivivun 8 päähän 14 (kuvio 11).

Täten aikaansaatu kosketinpaine koostuu kahdesta komponentista

15 P = P + P

*k *1*3 L

missä

P1 = P SinoC

P^ = P2 Sin /¾ = P · Sin /3 · Cos oi 20 ot on välivivun 8 ja jousen 9 välinen kaltevuuskulma /3 on välivivun 8 ja kosketinvivun 7 välinen kaltevuuskulma AL on vaakaprojektio kosketinvivun osasta välivivun 8 ja kosketinvivun 7 liitospisteestä kosketinvivun 7 ja toimin-tavivun 6 liitospisteeseen 25 L on vaakaprojektio kosketinvivusta 7

Ulkoisen voiman F vaikutuksesta, joka saavuttaa arvon F.j (ks. kuviota 12), toimintavipu 6 liikkuu tämän voiman suunnassa ja välivipu 8 muuttaa sen asentoa suhteessa jouseen 9.

30 Kun piste A saavuttaa asennon A^ kun se saavuttaa suoran I-I, so. välivivun 8 epästabiilin asennon suoran, kosketinpaine on

Pk = P3 TT ' P2 Sin/» f 35 β 78369

Kosketinpaineen muutoksien diagrammi toimintavivun 6 liikkeen aikana on esitetty kuviossa 13.

Koska keksinnön yksityiskohtaiset suoritusmuodot on esitetty ja selostettu, niiden erilaiset muunnokset ovat it-5 sestäänselviä alaan perehtyneille ja sen tähden ei ole tarkoitus, että keksintö rajoitetaan esitettyihin suoritusmuotoihin tai niiden yksityiskohtiin ja muutoksia voidaan tehdä niihin keksinnön hengessä ja laajuudessa, kuten patenttivaatimuksissa on määritelty.

Il

Claims (1)

1. 9 78369 Patenttivaatimus Mikrokytkin, joka käsittää eristävän alustan (1), vähintään yhden kiinteän koskettimen (3) kiinnitettynä 5 eristävään alustaan (1), ainakin yhden liikkuvan koskettimen (4), joka koskettaa kiinteää kosketinta (3), välineet liikkuvan koskettimen siirtämiseksi, joihin välineisiin sisältyy toimintavipu (6), joka on liitetty kosketin-vipuun (7) ja jousisovitelman, joka käsittää välivivun (8) 10 ja jousen (9), jotka on liitetty toisiinsa jälkimmäisen toisessa päässä (15), joka toimintavipu (6) ja toinen (8) jousisovitelman komponenteista ovat kiertyviä kiinteillä eristävän alustan (21) tuilla (20, 21), jolloin se välivivun (8) pää (14), joka on kytketty jouseen (9) tukeutuu 15 rajoittimeen (13), joka on muodostettu kosketinvivun (7) vapaaseen päähän tämän saman pään kannattaessa liikkuvaa kosketinta (4), tunnettu siitä, että jousisovitelman toinen komponentti (9) on kiinnitetty kosketinvivun (7) päähän (18), joka on vastapäätä sitä päätä, joka kannattaa 20 liikkuvaa kosketinta (4) siten, että toimintavivun (6) liitospiste (11) kosketinvipuun (7) sijaitsee jousisovitelman toisen komponentin (9) liitospisteen kosketinvipuun (7) ja liikkuvan koskettimen (4) välissä.