FI81464C - Ledningsvals med temperaturbegraensningskoppling. - Google Patents

Description

1 81464

Johdinkela, jossa on lämpötilan rajoituskytkin

Keksintö liittyy jatkojohdinta varten tarkoitettuun johdinkelaan, joka käsittää johdinrummun, jonka napaan on 5 asennettu ainakin yhdellä pistorasialla varustettu pisto-rasiayksikkö, käsin palautettavan lämpötilan rajoituskyt-kimen, joka on laakeroitu johdinrummun sisään pistorasia-yksikköön ja joka on termisessä kosketuksessa jatkojohdon kelaustilaan.

10 Senkaltaiset johdinkelat tunnetaan ja niitä on kau pallisesti saatavina. Ne on varustettu johdinkelalle kelattavalla pidennysjohtimella. Tämä päättyy kaapelikelan navassa olevaan pistorasiaan, jonka avulla voidaan syöttää virtaa yhteen tai useampaan pistorasiaan. Ongelmallista 15 sellaisen kaapelikelan kautta käytetyssä sähkölaitteessa on kelattuun jatkojohtoon ennen kaikkea johdinkelan keskustan alueella kehittyvä lämpö. Täyttääkseen vastaavat viranomaisten asettamat määräykset on kaupallisesti saatavana olevat johdinkelat varustettu lämpötilan rajoituskyt-20 kimillä, jotka katkaisevat virran, kun määrätty lämpötila-raja ylitetään. Jotta muutoin pistorasian viereen pistora-siayksikössä sijoitettu lämpötilan rajoituskytkin voi reagoida liian korkeisiin lämpötiloihin oikea-aikaisesti ennen kaikkea sisempien kelakerrosten kohdalla on tavanomai-25 sissa johdinkeloissa lämpötilan rajoituskytkimen vaipan ja kaapelikelan kelauspinnan välissä niinsanottu lämmönjohto-sanka. Metallista tehdyissä kaapelikeloissa ovat nämä yksinkertaisesti metallisiltoja, jotka on ruuvattu kaapeli-kelan navan sisäseinään. Muovikaapelikeloissa kulkee sel-30 lainen lämmönjohtosanka mieluummin kelauspinnan läpi aksi-aalisuunnassa. Sitä varten on navassa oltava vastaavat oh-jauskiskot lämmönjohtosankojen asetusta ja pidättämistä varten. Siten on tavanomaisten johdinkelojen rakenne melko kallis, mikä johtuu tarpeesta asentaa lämmönjohtosanka, 35 mikä tekee lisäksi kokoonpanon monimutkaiseksi.

2 8 I 4 6 4

Keksinnön tehtävänä on yksinkertaistaa sisäänrakennetulla pistorasialla ja lämpötilan rajoituskytkimellä varustettujen tunnettujen johdinkelojen rakennetta siten, että ne ovat vähemmän alttiita häiriöille ja helpompia 5 korjata.

Tämä tehtävä voidaan suorittaa keksinnön mukaisella johdinkelalla, jolle on tunnusomaista, että lämpötilan ra-joituskytkin on asennettu olennaisesti välittömästi sylinterinmuotoisen pistorasiayksikön navan sisäseinän lähellä 10 olevalle kehäalueelle ja sillä on oma liitos pistorasia-yksikköön.

Tällöin on olennaista kytkimen ulkopuolinen kiinnitys ja liitos pistorasiaan. Keksinnön kohteessa ei ole mitään erityisiä lämmönjohtosankoja tai vastaavia lämmön-15 siirtoelementtejä. Lisäksi ei lämpötilan rajoitinkytkintä tarvitse ruuvata suoraan navan sisäseinään riittävän läm-mönsiirtymisen aikaansaamiseksi. Tästä on seurauksena keksinnön mukaisen johdinkelan käytössä koettu rakenteen yksinkertaistuminen. Johtuen siitä, että lämpötilan rajoi-20 tuskytkin sijoitetaan navan sisäseinän välittömään läheisyyteen, saadaan aikaan kytkimen riittävä lämpöherkkyys. Siten voidaan edelleen jättää pois rummunnavan lävistäminen lämmönjohtosangan liittämiseksi. Valmistus tulee yksinkertaisemmaksi, koska johdinrumpua varten voidaan käyt-25 tää yksinkertaisempia muotteja. Keksinnön mukaan valmistettujen johdinkelojen lisäetu on mahdollisuus käyttää eräänlaista yksikkörakenneperiaatetta. Koska johdinkelan ja lämpötilan rajoituskytkimen väliltä jää pois lämmönjoh-tosanka, voidaan nimittäin periaatteessa käyttää mielival-30 täisiä kaapelikeloja, esimerkiksi lävistämättömin navoin, edellyttäen, että navan sisähalkaisija sopii pistorasian ulkomittaan. Johtuen siitä, että lämpötilan rajoituskytkin sijaitsee ulkopuolella, reagoi se riittävän nopeasti johdinkelan liian suureen lämpötilaan. Lämmön siirto tapahtuu 35 tällöin olennaisesti konvektion ja säteilyn avulla.

Il 3 81464

Keksinnön kohteen eräs erityisen edullinen rakenne käy ilmi patenttivaatimuksien 2 ja 3 tunnusmerkkiosista. Johtuen lämpötilan rajoituskytkimen sijoittamisesta pisto-rasiayksikön vaipan muodostamaan kytkinkammioon, muodostuu 5 pistorasiayksikköön selvä ryhmitys. Koska kytkintila on erotettu pistorasiasta, on lämpötilan rajoituskytkin suojattu vahingoittumiselta ja vastaavalta, kun pistorasioiden rakenneosia korjataan. Toisaalta koska kytkinkammio on johdinrummun navan sisäseinään saakka avoin, tapahtuu jat-10 kojohdon sisäkerroksesta esteetön lämmön siirtyminen navan sisäseinästä lämpötilan rajoituskytkimeen. Siten kytkin ilmoittaa käytössä varmasti ylilämpötilan. Lisäksi tämä ulkopuolinen sijainti yksinkertaistaa lämpökytkimen asennusta.

15 Lämpötilan rajoituskytkimen lämpöherkkyyttä paran netaan edelleen keksinnön patenttivaatimusten 4-6 mukaisen suoritusmuodon avulla. Bimetallikimmolaikalla toteutetun lämpöanturin laikkamaisen muodon ansiosta sillä on suhteellisen suuri lämmönvaraamispinta, joka voi siten lyhy-20 ehkössä ajassa reagoida liian korkeaan lämpötilaan. Tätä vaikutusta tukee vielä lämpöanturin sijoittaminen lämpötilan rajoituskytkimeen navan sisäseinän puoleiselle kytkin-kammion avoimelle seinälle, koska tällöin pienenee lämmön-lähteen ja bimetallikimmolaikan välinen etäisyys. Niiden 25 ulottuvuuspinta on tangentiaalinen navan sisäseinään nähden, niin että lämmön säteily- ja konvektiovirta voi lämmittää lämpötila-anturia parhaalla hyötysuhteella. Lämpötilan rajoituskytkimen toimintavarmuus paranee siten edelleen.

30 Johtuen siitä, että lämpötilan rajoituskytkin asen netaan yhdensuuntaiseksi navan akselin pituussuuntaan nähden, voidaan navan sisätilan aksiaalinen syvyys hyödyntää paremmin. Koska lämpötilan rajoitinkytkimen päätysivulla on sen vuoksi tangentiaalisesti suunnattu asennusasento, 35 voidaan lämpöanturi asettaa edelleen ulospäin navan sisä- 4 81464 seinän suuntaisesti.

Patenttivaatimuksen 8 tunnusmerkkiosan mukaisesti on mahdollista sijoittaa bimetallikimmolaikka ulottuvuus-pintoineen olennaisesti tangentiaalisesti navan sisäsei-5 nään nähden ja siitä huolimatta sijoittaa palautusnastan ohjausnuppi pistorasiayksikön otsapintaan navan akselin suuntaisine käyttölaitteineen. Palautusnasta ja ohjausnuppi on nimittäin laakeroitu suoraan kulmaan toisiinsa nähden siirrettävästi. Niiden toisiinsa liittyvät päät ovat 10 silloin viistotut ja muodostavat siten vinot nousuliuku-pinnat. Kun ohjausnuppia siirretään akselin suunnassa, tulevat nousuliukuvinopinnat kosketukseen toistensa kanssa, työntöliike kääntyy 90° ja palautusnasta siirtyy säteit-täisesti. Bimetallikimmolaikka siirtyy siten termisen lau-15 keamisen jälkeen inaktiivisesta aktiiviseen asentoonsa. Tämän kaltaisen muodon ansiosta voidaan myös yhdistää tangentiaalisesti navan sisäseinään nähden olevien bimetalli-kimmolevyjen edut lämpötilan rajoitinkytkimen palautuspai-nimen mukavaan luoksepäästävyyteen siten, että tämä sijoi-20 tetaan pistorasiayksikön otsapintaan.

Patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosan avulla saadaan aikaan lämpötilan rajoituskytkimen litteä pitkänomainen rakenne.

Johtuen siitä, että ohjausnuppi ja liitäntäkosket-25 timet on sijoitettu lämpötilan rajoitinkytkimen vastakkaisiin tasaisiin päätysivuihin voidaan tätä käyttää helposti yhdeltä sivulta sekä myös asennettaessa liittää helposti. Painamalla ohjausnuppi ja liitäntäkosketin patenttivaatimuksen 11 tunnusmerkkiosan mukaisesti aksiaalisesti kyt-30 kinrungon vastakkaisten päätysivujen läpi saadaan kytkin kiinnittymään varmasti pistorasian vaippaan. Patenttivaatimuksen 12 mukainen muotonsa säilyttävä lävistys helpottaa keksinnön kohteen vedeltä suojatun suoritusmuodon valmistamista, mitä kytkinkammion aikaansaama johdinkelayksi-35 kön selvä osajako edelleen tukee.

li 5 81464

Rakenteeltaan tavanomaisissa johdinkeloissa on aivan yleisesti vaikeata toteuttaa vesitiivistä mallia, mikä johtuu lämmönjohtosankaa varten tarvittavista useista syvennyksistä ja lävistyksistä. Tähän verrattuna voidaan 5 keksinnön kohteessa valmistaa rumpunapa lävistämättömänä, lukuunottamatta yhtä ainoaa reikää johtimen läpivientiä varten pistorasiayksikköön. Koska myös pistorasiayksikön kehäalueella tulee varsinaisten pistorasioiden lisäksi olla vain kytkinrunko, voidaan navan ja pistorasiayksikön 10 sisätila tiivistää verrattain yksinkertaisesti sisääntun-keutuvaa vettä vastaan.

Keksinnön erästä suoritusmuotoa selitetään oheisten kuvioiden avulla lähemmin.

Kuvio 1 on etukuva johdinkelasta, jossa on neljä 15 pistorasiaa.

Kuvio 2 on kuvion 1 mukaisen johdinkelan osittain leikattu sivukuva.

Kuvio 3 on yläkuva lämpötilan rajoitussäätimestä asennusasennossaan pistorasiayksikköön (rummun napa lävis-20 tettynä).

Kuvio 4 on osapoikkileikkaus johdinkelasta, jossa on lämpötilan rajoituskytkin.

Piirustuksen kuvioissa 1 ja 2 esitetään johdinkela 1 ensin kokonaisena. Johdinkela 1 käsittää jalustan 2, 25 joka voi olla tehty teräs- tai kevytmetalliputkesta ja jossa yleensä on maata koskettava pinta 3, kelan kannatin 4 ja kahva 5. Kelan kannattimelle 4 on pyöritettävästi laakeroitu johdinkela 6, jolle (ei esitetty) sähköjohdin on kelattu. Jotta johdinkelaa 6 voitaisiin mukavammin 30 kiertää ja siten kelata kaapelia, kaapelikelassa on kier-tokahva 7.

Johdinkela 6 muodostaa napoineen 8 kauhamaisen, yhdeltä puolelta avoimen navan sisätilan 9. Tähän on asennettu, mieluimmin muovista valmistettu, olennaisesti sy-35 linterinmuotoinen pistorasiayksikkö 10. Esitetyssä suori- 6 81464 tusesimerkissä on pistorasiayksikössä 10 neljä pistorasiaa 11, joiden sijasta voi kuitenkin olla yksi, kaksi tai kolme rasiaa. Sähköjohdin on johdettu navassa 8 olevan aukon kautta pistorasiayksikköön 10 ja liitetty sähköä johtavas-5 ti pistorasioiden 11 liitäntäkoskettimiin. Kun johdinkelaa käytetään, kelataan johdinkelalta 1 tarvittava pituus sähkö johdinta. Jos johtimen kautta virtaa voimakkaampi virta, lämpiää johdin virranvoimakkuutta vastaavasti enemmän tai vähemmän. Epäsuotuisissa olosuhteissa, esimerkiksi jos 10 sähköjohtimessa on useita kelakerroksia tai jos virran-voimakkuus on suuri, lämpötila nousee nopeasti, ennenkaikkea johdinkelan navan alueella, mikä saattaa aiheuttaa pistorasiayksikössä, johtimessa tai koko johdinkelassa vaurioita tai häiriöitä. Tässä tapauksessa on olemassa 15 myös akuutti palovaara. Tämän estämiseksi on johdinkelan 1 pistorasiayksikköön 10 sijoitettu lämpötilan rajoituskyt-kin 12. Tämä lämpötilan rajoituskytkin 12 on termisessä kosketuksessa navan 8 ja kummankin sivulaipan 13, 14 muodostaman kelaustilan 15 kanssa. Tämä terminen kosketus 20 perustuu olennaisesti vain lämmön säteilyyn ja konvek-tioon. Siitä poiketen tapahtuu lämmön siirtyminen tavanomaisissa johdinkeloissa lämmön johtumisena johdinkelan 6 navan 8 läpi kulkevien lämmönsiirtosankojen kautta. Lämpötilan rajoituskytkin 12 on tällöin asennettu välittömästi 25 sylinterinmuotoisen pistorasiayksikön 10 navan sisäseinän 16 lähellä olevalle kehäalueelle. Tällöin ei kytkimellä ole suoraa pidätystä tai yhteyttä johdinkelaan.

Kuvioissa 3 ja 4 esitetään lämpötilan rajoituskytkin 12 sen asennusasemassa. Se on päätysivun 17 ja aksiaa-30 listen tai säteittäisten väliseinien 18, 19 muodostamassa kytkinkammiossa 20. Tämän kytkinkammion 20 avoin ulkosivu 21 ympäröi tangentiaalisesti johdinkelan 6 navan sisäseinää 16. Johtuen kytkinkammion 20 avoimesta muodosta on lämpötilan rajoituskytkin 12 melkein kytkinrungossa 22.

35 Seuraavassa selitetään lyhyesti lämpötilan rajoi-

II

7 8 Ί 464 tuskytkimen 12 rakennetta ja toimintaa. Kiinteä kosketin 26 tai liikkuva jousikosketin 27 voidaan liittää sähköisesti kahden yhdensuuntaisesti rinnakkaisen liitäntäkor-vakkeen 24, 25 kautta, jotka läpäisevät kytkinrungon 22 5 sisäpäätysivun 23. Kytkimessä on lämpöanturina bimetalli-kimmolaikka 28, joka on kytkinrungon 22 avoimelta sivulta katsottuna kiinnitetty jousikosketinvarteen 27. Näiden rakenneosien melkein tasorinnakkaisen sijoituksen ansiosta on rakenne pitkänomainen ja litteä. Lämpötilan rajoitus-10 kytkimen 12 pituussuunta 35 on navan akselin suuntainen. Säteen suunnassa on tämän ulkomitta pienin. Kun jokin määrätty rajalämpötila ylitetään, napsahtaa bimetallikimmo-levy 28 kuperasta aktiiviasennostaan (kuvio 4) koveroon vakaaseen lepoasentoon ja nostaa tällöin jousikosketinvar-15 ren 27 kiinteästä koskettimesta 26. Tämän vuoksi katkeaa johdinkelan 1 kautta kulkeva virta. Käyttämällä tukilaake-riin 29 navan akselin suuntaan siirrettävästä laakeroitua ohjausnappia 31, joka kulkee kytkinrungon 22 ulkopäätysi-vun 30 läpi, vaikuttaa tämä sisäpuolisella päällään palau-20 tusnastan (ei näkyvissä) nousuliukuvinopintaan 32. Tämä on laakeroitu säteen suunnassa 33 siirrettäväksi ja voi siten puolestaan vaikuttaa bimetallikimmolaikan 28 keskustaan. Tämä napsahtaa sen vuoksi takaisin aktiiviasentoonsa, minkä vuoksi virtapiiri jälleen sulkeutuu.

25 Bimetallikimmolaikan 28 on voitava saada kelaus- tilassa 15 vallitseva lämpötila mahdollisimman viivytyksettä. Sen vuoksi on lämpötilan rajoituskytkin 12 sijoitettu siten, että bimetallikimmolaikka 28 on lähellä johdinkelan 6 navan sisäseinää 16 ja sen pinnan suuntainen. 30 Tällöin voi navan sisäseinästä 16 lähtevä lämmönsäteily 34 ja -konvektio vaikuttaa hyvin bimetallikimmolaikkaan 28.

Claims (12)

1. Jatkojohdinta varten tarkoitettu johdinkela (1), joka käsittää johdinrummun (6), jonka napaan (8) on asen- 5 nettu ainakin yhdellä pistorasialla (11) varustettu pis-torasiayksikkö, käsin palautettavan lämpötilan rajoitus-kytkimen (12), joka on laakeroitu johdinrummun (6) sisään pistorasiayksikköön (10) ja joka on termisessä kosketuksessa jatkojohdon kelaustilaan (15), tunnettu sii- 10 tä, että lämpötilan rajoituskytkin (12) on asennettu olennaisesti välittömästi sylinterinmuotoisen pistorasiayk-sikön (10) navan sisäseinän (16) lähellä olevalle kehä-alueelle ja sillä on oma liitos pistorasiayksikköön (10).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen johdinkela, 15 tunnettu siitä, että lämpötilan rajoituskytkin (12) on pistorasiayksikön (10) vaipan muodostamassa, sen välittömästi päätysivun puoleiselle kehäalueelle sijoitetussa, kytkinkammiossa (20).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen johdinkela, 20 tunnettu siitä, että kytkinkammion (20) muodostaa johdinrummun (6) navan sisäseinään (16) päin avoin kytkin-runko (22).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen johdinkela, tunnettu siitä, että lämpötilan rajoituskytkimes- 25 sä (12) on lämpöanturina levymäinen bimetallikappale (28).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen johdinkela, tunnettu siitä, että lämpötilan rajoituskytkimessä (12) oleva bimetallikappale (28) on sijoitettu kytkinkammion (20) avoimelle, navan sisäseinään (16) päin olevalle 30 sivulle.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 6 mukainen johdinkela, tunnettu siitä, että bimetallikappaleen (28) ulot-tuvuuspinta on olennaisesti tangentiaalinen navan sisäseinään (16) nähden.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen II 9 81464 johdinkela, tunnettu siitä, että lämpötilan rajoi-tuskytkimen (12) pitkittäissuunta on navan akselin suuntainen.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 4-7 mukainen johdin-5 kela, tunnettu siitä, että bimetallikappaleeseen (28) voidaan vaikuttaa säteen suunnassa palautusnastalla, jota voidaan siirtää nousuviistopinnan (32) poikki ohjaus-nupilla (31), jonka toimintasuunta on navan akselin suuntainen.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 4-8 mukainen johdin kela, tunnettu siitä, että lämpötilan rajoitus-kytkimessä (12) olevat ohjausnuppi (31), bimetallikappale (28) kytkin- ja liitäntäkosketin (24, 25, 26, 27) ovat olennaisesti yhdessä tasosuunnassa.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen johdinkela, tunnettu siitä, että ohjausnuppi (31) ja liitäntä-korvakkeet (24, 25) on sijoitettu lämpötilan rajoituskyt-kimen (12) vastapäisille tasaisille päätysivuille (30, 23).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen johdinkela, tunnettu siitä, että ohjausnuppi (31) ja liitäntä-korvakkeet (24, 25) lävistävät kytkimen rungon (22) aksi-aalisesti vastakkaiset päätysivut (30, 23).

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen johdinkela, 25 tunnettu siitä, että ohjausnuppi (31) ja liitäntä-korvakkeet (24, 25) lävistävät kytkimen rungon (22) aksi-aalisesti vastakkaiset päätysivut (30, 23) muotonsa an siosta. 10 81 464