FI92772B - Lattajousijärjestelmä ja tällä järjestelmällä varustettu virrankytkin - Google Patents

Description

92772

Lattajousijärjestelmä ja tällä järjestelmällä varustettu virrankytkin

Keksintö liittyy lattajousijärjestelmään, erityises-5 ti ainakin yhteen kappaleeseen vaikuttamista varten kappaleen käyttäessä tai sisältäessä sähkökytkimen ainakin yhden lattajousen, joka voi vaikuttaa mainittuun ainakin yhteen kappaleeseen. Keksintö liittyy myös lattajousiyhdistelmiin, joita käytetään tällaisella lattajousijärjestelmällä varus-10 tetuissa sähkökytkimissä.

Tämäntyyppinen lattajousijärjestelmä tunnetaan esimerkiksi saksalaisesta patenttijulkaisusta DE-C-3,326,220.

Sähkökytkimissä eri kytkintoiminnot ovat täysin tai osittain riippuvaiset jousijärjestelmästä. Käytetään esi-15 merkiksi muun muassa jousijärjestelmiä aikaansaamaan voima, jolla koskettimet pidetään toisiaan vasten (kosketinvoima), tiettyjen ehtojen (kynnysarvojen) toteuttamiseksi, joiden vallitessa koskettimien on avauduttava tai sulkeuduttava halutun kytkentänopeuden saavuttamiseksi jne. Jousijärjes-20 telmän valinta vaikuttaa suuresti sekä kytkimen toimintaan että sen rakenteeseen.

Useissa tunnetuissa jousijärjestelmissä käytetään kierteisiä veto- tai puristusjousia. Nämä jouset vaikuttavat toisella päällään kohteena olevaan kappaleeseen, esi-: 25 merkiksi kosketinvarteen, kun taas toinen pää on kiinnitet ty kytkimen koteloon tai alustaan. Näiden jousien aikaansaama voima voi myös vaikuttaa kohtaan, jossa jousi on kiinnitetty koteloon tai alustaan. Erityisesti silloin, kun on aikaansaatava suhteellisen suuria voimia, tämän kiinni-30 tyskohdan ja siten myös kotelon tai alustan on oltava riittävän tukevia kestääkseen tällaisia suuria voimia.

Lisäksi tietyn toiminnon aikaansaava kytkin, esimerkiksi kosketinvoiman kehittävä, toimii usein huonosti, ts. ei tehokkaasti, toteuttaessaan toisen kytkintoiminnon, 35 kuten esimerkiksi koskettimen avautumisnopeuden. Tämän heikon toiminnan vaikutuksen pitämiseksi mahdollisimman • pienenä, asetetaan usein lisävaatimukseksi, että jousijär- 2 92772 jestelmän vaikutuksen täytyy olla pienenevä. Tämä merkitsee, että esimerkiksi kosketinvoimajousen vaikutuksen toisen kytkintoiminnon, esimerkiksi koskettimien avaamisen, alkaessa täytyy pienentyä hyvin nopeasti ja joissakin ta-5 pauksissa sen täytyy jopa muuttaa toimintasuuntaansa. Jotta tällainen vaatimus täytettäisiin, jousen vaikutuskohta kohteena olevassa kappaleessa, jousen kiinnityskohta koteloon tai alustaan sekä kohteena olevan kappaleen pyörähdys-tai nivelkohta ovat yleisesti rakenteellisesti sovitettu 10 keskenään siten, että aikaansaadaan pienenevä tai jopa suuntaansa vaihtava vääntömomentti. Tällainen ratkaisu vaatii kuitenkin suhteellisen mutkikkaan jousi- ja vipuraken-teen, esimerkiksi sellaisen, joka on esitetty Eurooppa-patentin hakemuksessa EP-A-127,784.

15 Mutkikas jousijärjestelmä tarvitaan myös, jos on toteutettava, esimerkiksi kosketinvarren, lineaarinen liike kääntymisliikkeen sijasta. Pienenvän vaikutuksen aikaansaamiseksi on myös tässä käytettävä vipujärjestelmiä ja muita senkaltaisia. Tällaisten mutkikkaiden rakenteiden 20 suhteen on myös niin, että jos mahdollisimman kompaktin rakenteen aikaansaamiseksi halutaan lyhentää jousitoiminnon kohteena olevan kappaleen momenttivartta, niin jousen kehittämän voiman on suurennuttava vääntömomentin pysyessä samana. Tästä taas on seurauksena, että itse jousen on 25 oltava vahvempi ja siten suurempi, jolloin osa saadusta tilan säästöstä menetetään. Lisäksi vaikutuskohta ja siten myös kotelo tai alusta on suunniteltava tätä suurempaa voimaa silmällä pitäen.

Edellä mainitussa saksalaisessa patenttijulkaisussa 30 3,326,220 esille tuodulla lattajousijärjestelmällä on myös se haitta, että lattajousen sähkökytkimen koteloon tai alustaan kohdistama jännitys vaikuttaa lattajousen tai kappaleen, johon lattajousi vaikuttaa, kotelossa tai alustassa oleviin nivelkohtiin aiheuttaen niiden kulumisen. Koska ko-35 telo tai alusta yleensä tehdään muovista, nämä nivelkohdat vaativat siksi suurta huomiota ja erityisesti lattajousen • · 92772 3 kohdistamien hyvin suurten voimien tapauksessa niillä tulee olla erikoisrakenne ja/tai erityinen materiaalikoostumus.

Myös ranskalainen patenttijulkaisu 2,057,181 tuo esille lattajousijärjestelmän sähkökytkimen kosketinmeka-5 nismiin vaikuttamista varten. Lattajousi saadaan jännitettyyn asentoon säätönupin ja yhdyssauvan avulla, jota yhdys-sauvaa pakko-ohjataan ohjainelintä pitkin. Jännitetyssä asennossaan lattajousi kohdistaa voiman kosketinmekanismiin sekä säätönuppiin, erityisesti niiden ja kytkimen kotelon 10 tai alustan välisiin kiinnitys- tai nivelkohtiin.

Kotelon tai alustan on tietenkin oltava riittävän tukevat kestääkseen lattajousen niihin kohdistamat voimat. Edellä mainituista sysitä tämäntyyppisiä lattajousijärjestelmiä käytetään sähkökytkimissä harvoin ja vain silloin, 15 jos kehitettävät voimat ovat suhteellisen pieniä.

Keksinnön tarkoituksena on näistä syistä aikaansaada lattajousijärjestelmä, jonka avulla edellä mainitut tunnettujen jousijärjestelmien haitat poistetaan ja jossa lattajousi järjestelmä voi myös olla yksinkertainen ja kompakti 20 rakenteeltaan ja joka voidaan helposti sovittaa tietyn sovelluksen edellyttämään jousitoimintoon ja joka käsittää tai tarvitsee mahdollisimman pienen määrän osia tai apukeinoja.

Tämä aikaansaadaan keksinnön mukaan siten, että lat-25 tajousijärjestelmä käsittää tukikehyksen, joka pitää kehyksen aukossa toisesta päästään tuettua mainittua ainakin yhtä lattajousta, ja että kehyksen aukossa lattajousen esiin työntyvän vapaan pään ja tukikehyksen tätä päätä vastapäätä olevan reunan väliin voidaan sijoittaa mainittu ainakin 30 yksi kappale, johon jousitoiminto vaikuttaa, ja että kehyksen aukossa olevan mainitun kappaleen mitat ovat suuremmat kuin tukikehyksen mainitun reunan ja mainitun ainakin yhden lattajousen vapaan pään välinen etäisyys lattajousen sijaitessa olennaisesti tukikehyksen tasossa tukikehyksen olles-35 sa alustaan jäykästi tuettu.

Tässä yhteydessä termillä "jäykästi tuettu" tarkoi-. tetaan, että alusta kannattaa mainittua tukikehystä siten, 92772 4 että mainitun ainakin yhden kappaleen, johon jousitoiminto vaikuttaa, sekä tukikehyksen mainitun ainakin yhden latta-jousen tuentakohtien paikka on suhteellisen kiinteä. Tämä voidaan aikaansaada esimerkiksi kannattamalla tukikehystä 5 kaikista reunoistaan tai käyttämällä sopivasti konstruoitua alustaa ainakin mainittujen tuentakohtien kiinnittämiseen. Riittävän jäykkä tukikehys voidaan asentaa esimerkiksi kiinnittämällä se päistään.

Keksinnön mukainen lattajousijärjestelmä muodostuu 10 käytännöllisesti katsoen suurimmaksi osaksi niin sanotusta suljetusta voimajärjestelmästä, joka tarkoittaa sitä, että lattajousen, kappaleen ja tukikehyksen yhdistelmä ottaa vastaan lattajousen kehittämän voiman suurimmaksi osaksi. Tämä merkitsee sitä, että kotelolle tai alustalle, johon 15 keksinnön mukainen lattajousijärjestelmä asennetaan, tarvitaan paljon pienemmät lujuusvaatimukset, josta seuraa, että tarvitaan paljon pienempi seinämän paksuus ja pienempi valmistustarkkuus, koska kiinnityskohtien sijainnille ja rakenteelle ei tarvitse asettaa lisävaatimuksia.

20 Jopa kytkimissä, joissa lattajousen on aikaansaatava suhteellisen suuria voimia, keksinnön mukainen lattajousijärjestelmä voidaan asentaa suoraan esimerkiksi muovikote-loon. Keksinnön mukainen lattajousijärjestelmä on sekä yksinkertainen että kompakti rakenteeltaan, joten sellaisen 25 kytkimen, jossa tällaista lattajousijärjestelmää käytetään, mitat voivat olla pienemmät kuin vastaavilla kytkimillä, jotka on varustettu vipujärjestelmillä, kierrejousilla tai muilla sellaisilla jousijärjestelmillä.

Huomautettakoon, että US-patenttijulkaisu 2,685,007 30 tuo esille sähkökytkimessä käytettävän lattajousijärjestel-män, joka käsittää kehyksen, jonka aukkoon on sijoitettu lattajousi ja kappale, johon lattajousi vaikuttaa. Kehys on kuitenkin aktiivisesti osallisena lattajousijärjestelmän jousitoiminnossa. Tämä johtuu siitä, että kehys on liikku-35 vasti sijoitettu toimimaan taivutusjousena määritellyn kyt-kintoiminnon aikaansaamiseksi.

11 5 92772 Päinvastoin kuin tässä esillä olevassa keksinnössä, kehys tässä ennestään tunnetussa lattajousijärjestelmässä ei ole alustan jäykästi tukema, joten voidaan käyttää vain kehyksen aukon suhteen poikittaista voimavaikutusta, ts.

5 kehyksen liikeen suunnassa vaikuttavaa. Tämän keksinnön mukaisen tukikehyksen jäykän tuennan johdosta voidaan käyttää lattajousen pituussuuntaista jännitystä esimerkiksi tietyn kosketinvoiman tai kytkentänopeuden aikaansaamiseksi. Latta jousen pituussuuntainen jännitys voi olla moninkertainen 10 verrattuna mainittuun poikittaissuuntaiseen voimaan.

Brittiläinen patenttijulkaisu 538,317 tuo myös esille kehyksellä varustetun lattajousijärjestelmän, jonka kehyksen aukkoon on sijoitettu kappale, johon kaksi latta-jousta vaikuttaa. Kehys on kuitenkin myös liikkuvasti tuet-15 tu halutun jousitoiminnon aikaansaamiseksi. Tämä suoritusmuoto eroaa lisäksi esillä olevan keksinnön mukaisesta lattajousijärjestelmästä sikäli, että kappaletta ei tue aukon reuna, vaan sitä tukevat vastakkaisten lattajousien vapaat päät. Vaikka mainittu kehys tuettaisiinkin tämän 20 keksinnön mukaisesti jäykästi, ei ole mahdollista käyttää lattajousien taivutusvoimaa, koska yhden lattajousen jännittäminen aiheuttaa toisen lattajousen poikkeutumisen, jonka johdosta mainitun toisen lattajousen tuentakohdan paikka muuttuu.

25 Lisäksi huomautettakoon, että saksalainen patentti julkaisu DE-A-3409393 myös tuo esille jousijärjestelmän ja sähkökytkimen, jossa jousen aikaansaama voima ei siirry suoraan kytkimen koteloon tai alustaan. Tämä ei kuitenkaan ole lattajousijärjestelmä eikä se ole sellainen tukikehyk-30 sen kanssa yhtenäisen kokonaisuuden muodostava lattajousijärjestelmä kuin esillä olevassa keksinnössä on. Lisäksi jousen aikaansaama voima ei ole kehyksen tasossa kuten esillä olevassa keksinnössä. Siksi siinä tukikehyksen muodonmuutos on varsin mahdollinen.

35 Tämän keksinnön mukaisen jousijärjestelmän eräässä suoritusmuodossa lattajousen tuenta tukikehyksellä aikaansaadaan siten, että mainittu ainakin yksi lattajousi muo- 6 92772 dostaa tuetusta päästään yhden kokonaisuuden tukikehyksen kanssa ja ulottuu tästä päästään kehyksen aukkoon.

Tarvittavasta jousivoimasta, lattajousen pituudesta ja sen poikkeutuksesta kehyksen aukon suhteen riippuen lat-5 tajousen ja tukikehyksen välillä voi esiintyä transitioti-lassa niin suuria jännityksiä, että jousimateriaalissa syntyy murtumia tai jousimateriaalia jännitetään yli myötära-jansa, joka lopulta johtaa murtumiseen. Erityisesti kompakteissa, suhteellisen pienissä kytkimissä, joilla on suuri 10 kosketinvoima ja/tai kytkentänopeus, on edullista käyttää tämän keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaista latta-jousijärjestelmää, jolle on tunnusomaista, että mainittu ainakin yksi lattajousi on kehyksen aukossa irroitettavasti tuettu.

15 Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan tämä tuentamenetelmä aikaansaadaan siten, että tukielementti mainitun ainakin yhden lattajousen irroitettavaa tukemista varten sijoitetaan kehyksen aukkoon tuettavan mainitun ainakin yhden lattajousen pään ja tukikehyksen mainittua 20 päätä vastapäätä sijaitsevan toisen reunan väille. Lattajousen tuentakohtaan vaikuttava taivutusvoima siirtyy nyt tukikehykseen sen nivelletysti tuetun pään ja tukielementin välityksellä, jolloin tukikohdassa esiintyvät taivutusjän-nitykset tuntuvasti pienenvät verrattuna suoritusmuotoon, 25 jossa lattajousi muodostaa tukikehyksen kanssa yhtenäisen kokonaisuuden. Keksinnön mukaan tukielementti voi olla sähkökytkimen lisäkappale, johon jousitoiminto vaikuttaa.

Keksinnön mukaisella lattajousijärjestelmällä on varsin helppo aikaansaada tarvittava pienenevä vaikutus. 30 Tätä varten on tarpeellista vain tehdä lattajousen pään ja tukikehyksen vastakkaisen pään vaikutuskohdan kappaleessa, johon jousitoiminto vaikuttaa, kesken sopiva valinta. Vai-kutuskohtien ja kappaleen muodon sopivalla valinnalla on mahdollista aikaansaada sille joko kääntymisliike tai line-35 aarinen liike, jolloin keksinnön mukaista lattajousijärjestelmää voidaan käyttä erityyppisissä sähkökytkimissä. Lat- 11 7 92772 tajousen kehittämän voiman suuruus ja suunta voidaan siten myös määrätä.

Keksinnön mukaisen lattajousijärjestelmän ainakin yhdellä kappaleella, johon mainittu ainakin yksi lattajousi 5 vaikuttaa, varustetulle eräälle suoritusmuodolle, jolla aikaansaadaan sellainen pienenevä vaikutus, että jousivai-kutus vaihtaa suuntaansa, on tunnusomaista, että mainittu ainakin yksi kappale käsittää varren, joka työntyy esiin kehyksen aukosta ja voi suorittaa kääntymisliikkeen tukike-10 hyksen vastakkaisen reunan ympäri ja joka pystyy aikaansaamaan mainitun ainakin yhden lattajousen sellaisen taivutuksen, että siirrettäessä vartta jousivoimaa vastaan transi-tiopisteen ohi siihen vaikuttava jousivoima vaihtaa suuntaansa ja mainittu ainakin yksi lattajousi voi kohdistaa 15 varteen voiman tässä käännetyssä liikesuunnassa.

Keksinnön mukaisen lattajousijärjestelmän eräälle suoritusmuodolle, joka on edullinen sähkökytkimessä käytännön sovelluksissa, on tunnusomaista, että lattajousijärjes-telmä käsittää kaksi lattajousta, jotka ulottuvat linjassa 20 keskenään yhteisestä lattajousia tukevasta kehysosasta siten, että mainittujen lattajousien vapaat päät osoittavat vastakkaisiin suuntiin ja kummankin lattajousen vapaa pää pystyy vaikuttamaan asianomaiseen vastaavaan varteen.

Tällainen kaksi vartta käsittävä rakenne voidaan 25 aikaansaada edullisesti myös siten, että lisäkappale käsittää samanlaisen varren ja että kehyksen aukossa olevien kahden kappaleen välinen etäisyys on pienempi kuin mainitun ainakin yhden lattajousen pituus lattajousen sijaitessa olennaisesti tukikehyksen tasossa. Lattajousi on tässä ni-30 velletysti kiinnitetty kehyksen aukkoon mainittujen kahden varren väliin. Nämä kaksi vartta voivat osoittaa samaan suuntaan tai vastakkaisiin suuntiin kehyksen aukon tasosta.

Kääntyvien varsien sijasta myös esimerkiksi liikkuvat kosketinlohkot voivat tulla kysymykseen kehyksen aukos-35 sa olevina kappleina. Keksinnön mukaisen lattajousijärjestelmän erään toisen suoritusmuodon mukaan tämä aikaansaa-. daan sillä seikalla, että mainittu ainakin yksi kappale on β 92772 nivelletystä liitetty mainitun ainakin yhden lattajousen vapaaseen päähän ja liikkuu tukikehyksen vastakkaisen reunan suhteen suorassa kulmassa olevassa suunnassa.

Tällainen jousijärjestelmä voidaan keksinnön mukaan 5 lisäksi konstruoida siten, että mainittu ainakin yksi kappale voi mainitun ainakin yhden lattajousen vaikutuksesta mennä ensimmäiseen asentoon, jossa kappale poistuu tukikehyksen vastakkaisesta reunasta, ja toiseen asentoon, jossa kappale nojaa jousivoiman vaikutuksesta tukikehyksen vas-10 takkaista reunaa vasten.

Jotta pienennettäisiin makaanisia jännityksiä, jotka vaikuttavat lattajousen tuentakohtaan ja/tai jotta saavutettaisiin tavoiteltu jousitoiminto, lattajousi voidaan tehdä sen muotoiseksi kuin tarve vaatii, poiketen sen suo-15 rakulmaisesta perusmuodosta. Mekaanisten jännitysten pienentämiseksi tuentakohdassa lattajousi voi leventyä sitä päätään kohti, jossa se on tuettu, ollen esimerkiksi puoli-suunnikkaan muotoinen. Kappaleeseen vaikuttavan lattajousen vapaa pää voi olla muodoltaan levennetty, jotta saadaan 20 hyvä voimien jakautuminen kappaleeseen vaikuttavassa kohdassa. Mainittu ainakin yksi lattajousi voi tässä tarkoituksessa myös sisältää useita jousiliuskoja, jotka on toisesta päästään liitetty toisiinsa.

Keksinnön mukaisella lattajousijärjestelmällä varus-25 tetun sähkökytkimen kompakti rakenne, samalla kun osien määrä on mahdollisimman pieni, aikaansaadaan myös sillä, että lattajousta voidaan kuormittaa lähelle murtumisrajaansa, jolloin tällä lattajousella voidaan kehittää suuria voimia, jolla tehdään mahdolliseksi valita pieni momentti-30 varsi, jotta kytkimen rakenne voi tietyssä suhteessa olla kompakti. Jousijärjestelmän suurimmaksi osaksi suljetun voimarakenteen ansiosta kotelo tai alusta, joka tukee tukikehystä, voidaan silti pitää rakenteeltaan kevyenä.

Lattajousi ja tukikehys voidaan tehdä liuska- tai 35 jousimateriaalista lävistämällä, meistämällä, kipinätyös-töllä tai syövyttämällä.

Il 9 92772

Keksintö selitetään nyt viitaten useisiin suoritusmuotoihin ja liitteenä oleviin piirustuksiin.

Kuvio 1 esittää päältä katsottuna kuvantona keksinnön mukaista lattajousijärjestelmää, joka käsittää yhtenä 5 yksikkönä toteutetun lattajousen ja tukikehyksen.

Kuviot 2a-c esittävät poikkileikkausta tasossa II-II kuvion 1 mukaisesta jousijärjestelmästä, jossa on eri asennoissa esitettynä kääntyvä varsi, joka liikkuu nuolen suunnassa.

10 Kuvio 3 esittää (ei mittakaavassa) osaa voimista, jotka vaikuttavat kuvion 2 mukaisessa jousijärjestelmässä.

Kuvio 4a esittää graafisena esityksenä, ei mittakaavassa, kuvion 2 kääntyvään varteen vaikuttavan lattajousen voiman erään komponentin kuvaajaa kääntyvän varren tukike-15 hyksen tason suhteen mitatun poikkeutuksen funktiona.

Kuvio 4b esittää graafisena esityksenä, ei mittakaavassa, kuvion 2 kääntyvän varren vapaaseen päähän vaikuttavan momentin kuvaajaa kääntyvän varren tukikehyksen tason suhteen mitatun poikkeutuksen funktiona.

20 Kuviot 5a-d esittävät kaavamaisesti muutamia keksin nön mukaisen lattajousijärjestelmän suoritusmuotoja, joissa tukikehys ja lattajouset muodostavat yhtenäisen kokonaisuuden.

Kuviot 6a-c esittävät kaavamaisesti eräitä keksinnön 25 mukaisen lattajousijärjestelmän suoritusmuotoja, jossa • tukikehys tukee lattajousta tukielementin välityksellä.

Kuvio 7 osoittaa kaavamaisesti sähkömagneettisesti toimivaa kytkintä, jossa on kierrejousista tehty jousijärjestelmä, jossa kuviossa eräs toinen suoritusmuoto on esi-30 tetty katkoviivoin.

Kuvio 8 esittää kaavamaisesti käsin käytettävän kytkimen erästä mahdollista suoritusmuotoa, joka on tehty kierrejousista ja vivuista, jossa kuviossa eräs toinen suoritusmuoto on esitetty katkoviivoin.

35 Kuvio 9 esittää poikkileikkauskuvantona sähkömag neettisesti toimivan kytkimen erästä suoritusmuotoa, jossa käytetään kuvion 5d mukaista jousijärjestelmää, mainitun 10 92772 kytkimen ollessa kohteena hollantilaisessa patenttihakemuksessa 8703170 nimeltään "Electromagnetic switch", jonka hakija on jättänyt samanaikaisesti tämän esillä olevan patenttihakemuksen kanssa.

5 Kuvio 10 esittää poikkileikkauskuvantona käsin käy tettävän sähkökytkimen erästä suoritusmuotoa, jossa on lattajousijärjestelmä, mainitun kytkimen ollessa kohteena hollantilaisessa patenttihakemuksessa 8703172 nimeltään "Switch, in particular for use as an automatic switch", 10 jonka hakija on jättänyt samanaikaisesti tämän esillä olevan patenttihakemuksen kanssa.

Kuvio 11 esittää poikkileikkauksena keksinnön mukaisen lattajousijärjestelmän erästä suoritusmuotoa, jossa on nivelletystä lattajouseen liitetty varsi, joka voi liikkua 15 lineaarisesti nuolen suunnassa.

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen lattajousijärjestelmän 1, jossa yksi lattajousi 2 on toisesta päästään kiinnitetty tukikehykseen 3, joka täysin sulkee sisäpuolelleen lattajousen 2. Lattajousi 2 ulottuu 20 kehyksen aukkoon 4 kehyksen reunasta 5 kehyksen vastakkaista reunaa 6 kohti, jolloin on mahdollista sijoittaa lattajousen 2 vapaan pään 7 ja kehyksen vastakkaisen reunan 6 sisäsivun 8 väliin kappale, johon lattajousi vaikuttaa. Lattajousi 2 ja tukikehys 3 on mieluimmin tehty samasta 25 joustavasta materiaalista, ja lepotilassa, ts. ilman kappa-; letta, lattajousi 2 on tukikehyksen 3 tasossa.

Alustaa tukikehyksen jäykkää tukemista varten ei ole esitetty. Kuten jo aikaisemmin mainittiin, tukikehys voidaan asentaa erilliseen alustaan tai myös kytkimen kote-30 loon. Tämä riippuu myös tukikehyksen ja sen kytkimen, jossa sitä on tarkoitus käyttää, muodosta, mitoista ja mekaanisista ominaisuuksista. On kuitenkin tärkeätä, että mainitun ainakin yhden lattajousen ja mainitun ainakin yhden kappaleen tuentakohdat toiminnan aikana pysyvät suhteellisen 35 kiinteästi paikoillaan.

Kuvio 2a esittää poikkileikkausta kuvion 1 tasossa II-II, jossa kuviossa kääntyvän varren 9 muotoinen kappale, |j tl 92772 johon vaikutetaan, on puristettu kehyksen vastakkaisen sivun 6 reunan 8 ja lattajousen 2 vapaan pään väliin. Kääntyvä varsi 9 voi kääntyä kehyksen sivun 6 sisäreunan vaiku-tuskohdan ympäri nuolen suunnassa. Kääntyvän varren 9 pu-5 ristuksissa olevan osan molemmin puolin on kaksi lovea 10 ja 11, joihin sisäreuna 8 ja lattajousen 2 vapaa pää 7 asettuvat. Koska, kuten kuvio 2a osoittaa, lattajousen 2 vapaan pään 7 ja tukikehyksen 3 sisäreunan 8 välinen etäisyys on pinempi kuin kehyksen aukossa olevan kääntyvän 10 varren leveys mitattuna suorassa kulmassa vastakkaiseen kehyksen sivuun 6 nähden, niin lattajousi 2 esitetyssä asennossa taipuu kahdesta kohdasta, jolloin lattajousen 2 vapaa pää 7 kohdistaa kääntyvään varteen 9 voiman loven 11 välityksellä.

15 ' Tavan, jolla jousitoiminto vaikuttaa kääntyvän var ren 9 liikkeeseen, määräävät olennaisesti tukikehyksen (tuen) ja lattajousen 2 kääntyvässä varressa 9 olevien tuentakohtien paikat, eli näin ollen vastaavasti lovien 10 ja 11 paikka. Sillä, missä määrin lattajousi 2 taipuu, on 20 tuskin mitään vaikutusta lattajousen kehittämän voiman suuruuteen, joten edellä mainittu kehyksen aukossa olevan kääntyvän varren leveys suhteessa lattajousen 2 pituuteen ei ole kriittinen. Lattajousen kääntyvään varteen kohdistama voima voi siis olla vakio (suuri) mittojen laajalla 25 vaihtelualueella.

Kuvio 3 esittää kaavamaisesti (ei mittakaavassa) voimia, joita voi esiintyä esimerkiksi kuvion 2 mukaisessa jousijärjestelmässä. Tukipiste 10' vastaa kohtaa, jossa tukikehys liittyy kääntyvän varren 9 loveen 10, kun taas 30 vaikutuspiste 11' vastaa kohtaa, jossa lattajousi 2 liittyy kääntyvän varren 9 loveen 11. Kääntyvän varren 9 päätä 12 edustaa yksi piste kuviossa.

Lattajousen kääntyvään varteen kohdistama voima K voidaan olettaa jaetun voimaksi P, jota edustaa vektori 14 35 ja joka on tukikehyksen tasossa olevan suoran III-III suuntainen, sekä voimaksi D, jota edustaa vektori 15 ja joka on kohtisuorassa voimaa P vastaan edellä mainitussa tasossa.

12 92772

Yhdyssuoran 13 pituus r vastaa kääntyvän varren leveyttä mitattuna lovien 10, 11 välillä. Yhdyssuoran 13 ja tukikehyksen keskiviivan III-III (kuvio 2a) välisen kulman a määrää kääntyvän varren 9 kunkinhetkinen asento suhteessa 5 keskiviivaan III-III. Tarkastellaan nyt voimien momentteja tukipisteen 10' suhteen.

Kuviossa 3 esitetyssä tilanteessa voima P, jonka momenttivarren pituus on r sin a, saa aikaan tukipisteen 10' suhteen piirustuksen tasossa katsottuna myötäpäivään 10 vääntävän (positiivisen) momentin. Momenttivarren pituus r sin a on etäisyys, joka on mitattu suorassa kulmassa kehyksen tasoon nähden suorasta III-III vaikutuspisteeseen 11'. Voima D aikaansaa kuviossa 3 esitetyssä suunnassa momenttivarrella, jonka pituus on r cos a, vastapäivään 15 vääntävän (negatiivisen) momentin vaikutuspisteen 10' suhteen. Varren pituus r cos a on on etäisyys, joka on mitattu suoran III-III suuntaisesti tukipisteen 10' ja vaikutuspisteen 11' välillä. Kuvion 3 vektoridiagramman mukaan momenttien resultantti vaikuttaa kääntyvään varteen saaden 20 sen kääntymään myötäpäivään tukipisteen 10' ympäri piirustuksen tasossa katsottuna ja saaden kääntyvän varren asettumaan ensimmäiseen lepoasentoonsa. Siihen asti, kunnes tämä ensimmäinen lepoasento saavutetaan, kääntyvän varren päässä 12 vaikuttaa voima F, jonka avulla voidaan toteuttaa 25 tietty kytkintoiminto. Kun kääntyvän varren liikettä ei ole rajoitettu, se asettuu ensimmäiseen lepoasentoonsa, jossa lattajousi on hieman taivutettu, kuten kuviossa 2b esitetään. Kääntyvän varren päähän 12 vaikuttava resultanttivoi-ma on tällöin nollan suuruinen.

30 Kun kääntyvä varsi tämän jälkeen siirretään tästä ensimmäisestä lepoasennosta vastapäivään tukipisteen 10' suhteen jousivoimaa vastaan, niin lattajousi taipuu lisää (jännittyy), jolloin syntyy tilanne, jossa voimien P ja D sekä niiden vastaavien momenttivarsien r sin a ja r cos a 35 aiheuttamat momentit tarkalleen kumoavat toisensa, josta seuraa, että lattajousi ei aiheuta mitään resultanttivoimaa kääntyvän varren päähän 12. Tämä on niin sanottu "kuollut" « I! 13 92772 kohta eli transitiokohta. Kun kääntyvä varsi siirretään tämän transitiokohdan ohi, lattajousi aikaansaa voiman, joka vaikuttaa kääntyvän varren liikkeen suunnassa ja siirtää tämän toiseen lepoasentoon, jossa lattajousi on taivutettu 5 kuvion 2c esittämällä tavalla.

Tilanteessa, jossa lattajousi vaikuttaa kääntyvään varteen kuviossa 3 katkoviivoin esitetyn tilanteen mukaisesti, voiman K voidaan myös katsoa olevan jaettu vastaaviin voimiin D ja P.

10 Jousijärjestelmän soveltamisalueessa voidaan olet taa, että voima P on vakio. Kuvaaja 16 kuviossa 4a esittää voiman D muuttumista kulman a funktiona graafisessa muodossa, ei mittakaavassa esitettynä. Maksimiarvosta, jossa kulma a on nolla, voima D pienenee, kunnes sen arvo transi-15 tiokohdassa 17 on pudonnut nollaan. Tämän transitiokohdan toisella puolella D jälleen suurenee, mutta sen suunta muuttuu päinvastaiseksi verrattuna kuviossa 3 esitettyyn tilanteeseen.

Lattajousen kääntyvään varteen kohdistaman momentin 20 M muuttuminen kulman a funktiona esitetään kuvaajan avulla, ei mittakaavassa, kuviossa 4b. Tässä kuvaajassa osat 18, 18’ määräytyvät suurelta osin lattajousen ominaisuuksista, nimittäin siinä suhteessa, että jo pienehkö taipuma kehittää suuren voiman. Kääntyvän varren vähäinen kääntyminen 25 aikaansaa siten kääntyvään varteen vaikuttavan voiman nope- » an muuttumisen. Kuvaajan osan 20 määräävät suurelta osin kunkinhetkiset momenttivarret, koska sovellusalueessa voiman voidaan olettaa olevan vakio.

Myötäpäivään tapahtuvaa siirtymistä vastaava moment-30 ti esitetään ylemmässä puolitasossa 19, kun taas vastapäivään tapahtuvaa siirtymistä vastaava momentti esitetään alemmassa puolitasossa 19’. Lepoasennoissa a ja c kääntyvään varteen vaikuttavien momenttien resultantti on nolla, samoinkuin transitiokohdassa b. Kuvion 4 kuvaajan ääripis-35 teet d ja e vastaavat asentoja, joissa lattajousi poikkeu-tuu mennen näistä kahdesta lepoasentoja a tai c vastaavista ääriasennoista transitiokohdaan b. Käyrän muoto ja paikka 14 92772 riippuu useista tekijöistä, joihin voidaan vaikuttaa, kuten kääntyvän varren tukipisteen 10’ ja vaikutuspisteen 11' (eli lovien 10, 11) keskinäisestä sijainnista ja itse lat-tajousen mitoituksesta ja materiaaliominaisuuksista. Siten 5 on selvää, että lattajousijärjestelmän tavoiteltu pienenevä vaikutus kokonaisuudessaan voidaan toteuttaa kunkin sovelluksen vaatimalla tavalla.

Kuvio 5 esittää kaavamaisesti useita muita tämän keksinnön mukaisia lattajousiyhdistelmien suoritusmuotoja. 10 Kuvio 5a esittää perspektiivikuvantona tukikehystä 21, jossa on kaksi suorakulmaista lattajousta 22, jotka ulottuvat kehyksen aukkoon vastakkaissuuntaisina ja jotka muodostavat kehyksen kanssa yhtenäisen kokonaisuuden. Kuvio 5b esittää perspektiivikuvantona kahden, kuvion 1 mukaisen 15 jousijärjestelmän yhdistelmää, jossa jousijärjestelmät muodostavat tukikehyksen 23 kanssa yhtenäisen kokonaisuuden ja jossa lattajousilla 24, 25 myös on eri mitat.

Kuvio 5c esittää päältäpäin katsottuna kuvantona kuvion 1 mukaisen lattajousiyhdistelmän erästä toista suo-20 ritusmuotoa, jossa jousitoimintoon vaikuttamista varten lattajousi 2 kapenee puolisuunnikasmaisesti tukikehyksen 3 liittämiskohdasta päätään kohti. Mekaanista jännitystä jousessa voidaan siten pienentää liitäntäkohdassa samalla kun jousen ominaisuuksia voidaan sovittaa halutulla taval-25 la. On selvää, että muut muodot myös ovat mahdollisia jou-siominaisuuksien sovittamiseksi vaatimuksiin optimitavalla.

Kuviosta 5c voidaan myös nähdä, että lattajousi 2 itse asiassa käsittää kaksi samansuuntaista osaa 26, 26'. Tämä merkitsee, että samansuuntaisia osia eri tavalla tai-30 vutettaessa jousi voi suhteessa kehyksen aukkoon 4 liikkua vähän myös sivusuunnassa, joka voi olla välttämätöntä esimerkiksi sähkökytkimessä käytettäessä, jotta esimerkiksi koskettimen epätasaisen kulumisen sattuessa voidaan käsitellä lattajouseen liitettävää normaalista poikkeavaa kos-35 ketinta, jossa kosketinpaine pidetään käytännöllisesti katsoen samassa arvossa jousen koko leveydeltä.

I! ie 92772

Kahden osan sijasta on myös ajateltavissa, että käytetään lattajousta, joka muodostuu useista rinnakkaisista osista eli liuskoista, ja mainitut rinnakkaiset liuskat, kuten huomautettiin, voivat olla suorakulmaisia, puolisuun-5 nikasmaisia tai muun muotoisia sovelluksesta riippuen. Jos yksi jousiliuska nyt tehdään eripituiseksi kuin toinen jou-siliuska (toiset jousiliuskat), niin lattajousi voidaan esijännittää siten, että sillä on yksi tai useampia parhaaksi katsottuja poikkeutusasentoja suhteessa kehyksen 10 aukkoon. Tällä tavoin konstruoitua lattajousta voidaan sitten edullisesti käyttää tilanteissa, joissa jousen on siirryttävä takaisin erityisestä lukitusasennosta parhaaksi katsottuun asentoonsa.

Kuvio 5d esittää parhaaksi katsotun suoritusmuodon, 15 jossa on tukikehys 27 varustettuna kahdella lattajousella 28, 29, jotka ulottuvat linjassa keskenään yhteisestä ke hyksen sivusta 30 siten, että mainittujen lattajousien vapaat päät osoittavat vastakkaisiin suuntiin ja kumpikin vaikuttaa vastaavaan kääntyvään varteen 31 ja 32, jotka on 20 puristettu lattajousen vapaan pään ja kehyksen vastakkaisen reunan väliin. Tätä parhaaksi katsottua suoritusmuotoa voidaan käyttää sentyyppisessä kytkimessä, jota tarkastellaan alempana kuvioihin 7 ja 9 viitaten.

Sanomattakin on selvää, että on mahdollista käyttää 25 useita kuviossa 5 esitettyjä suoritusmuotoja, tukikehysten ja lattajousien keksinnön mukaan muodostaessa yhtenäisen kokonaisuuden, jossa yksi tai useampia kehyksen sivuja ovat yhteisiä.

Kuten johdannossa jo huomautettiin, hyvin lyhyissä 30 lattajousissa, esimerkiksi hyvin kompakteissa kytkinraken-teissa, ja/tai hyvin suurilla jousivoimilla, esimerkiksi sellaisissa kytkimissä tarvittavissa, joiden on kestettävä tai katkaistava kytkimen koskettamien kautta kulkevia suuria oikosulkuvirtoja, esiintyy niin suuria mekaanisia jän-35 nityksiä lattajousen ja tukikehyksen siirtymäkohdassa, että lattajousen ja tukikehyksen kiinteä liitäntä ei ole toivottava käytännön kannalta johtuen suuresta murtumisriskistä 16 92772 ja jousimateriaalin väsymisestä. Tällaisissa tapauksissa voi olla myös vaikea ennakoida jousivoiman suuruutta.

Kuviot 6a-c esittävät, ilman alustaa, joukon keksinnön mukaisten lattajousijärjestelmien suoritusmuotoja, 5 joissa lattajousi on irroitettavasti tuettu tukikehyksen aukossa. Kuviossa 6a ylhäältä päin katsottuna kuvantona esitetty lattajousijärjestelmä vastaa suurelta osin kuvion 1 mukaista lattajousijärjestelmää, jossa vastaavat toiminnat omaavat osat on merkitty samoilla viitenumeroilla. 10 Tukikehyksen 3 sivu 5 tukee tukielementin 33 välityksellä yhtä lehtijousta 2. Kappale, johon lattajousen on määrä vaikuttaa, voi olla lattajousen 2 vapaan pään 7 ja kehyksen vastakkaisen sivun sisäreunan 8 välissä samalla tavoin kuin esimerkiksi kuviossa 2 on esitetty.

15 Kuvio 6b esittää poikkileikkausta kuvion 6a tasossa VI-b-VI-b. Tukielementissä on sen kahdessa vastakkaisessa sivussa lovet 34, 35, joihin tuettavat kehyksen sivu 5 ja lattajousen 2 pää vastaavasti asettuvat. Lattajousen 2 ja tukikehyksen 3 välille tukielementin 33 avulla aikaansaadun 20 nivelletyn ylimenokohdan ansiosta tämä lattajousijärjestelmä voidaan suunnitella suurempia voimia varten kuin jousi-järjestelmä 1 kuviossa 1.

Sanomattakin on selvää, että tukielementti 33, joka on esitetty suorakulmaisena kappaleena, voi olla myös lie-25 riömäinen, H-muotoinen tai muun sopivan geometrisen muodon omaava tai se voidaan tehdä useasta osaelementistä. On myös mahdollista, että tukielementti on kiinnitetty esimerkiksi lattajouseen 2 tai kehyksen sivuun 5, tietenkin siten, että lattajousi 2 voi niveltyä sen ja tukikehyksen 3 ylimenokoh-30 dassa.

Kuvio 6c esittää perspektiivikuvantona kääntyvällä varrella 31 varustettua lattajousijärjestelmää, jossa tukielementti 33 on myös tehty kääntyväksi varreksi, jolloin aikaansaadaan samanlainen jousijärjestelmä kuin kuviossa 5d 35 esitetty. Lattajousen kiinteän liitännän tukikehykseen 3 puuttuessa tämä rakenne soveltuu hyvin niihin sovelluksiin, a 11 17 92772 joissa tarvitaan suhteellisen suuria kosketin ja/tai kyt-kentävoimia.

Lattajousijärjestelmiä, joissa tukikehys irroitetta-vasti tukee lattajousta, voidaan myös valmistaa kuviossa 5 5 esitettyjen jousijärjestelmien mukaisina lukuisina suoritusmuotoina riippuen niiden erityissovelluksista. Keksinnön mukaisten irroitettavasti tuettujen tai kiinteiden latta-jousien yhdsitelmät, jotka muodostavat tukikehyksen kanssa yhtenäisen kokonaisuuden, ovat myös mahdollisia.

10 Kuten johdannossa jo osoitettiin, keksinnön mukaista jousijärjestelmää, kuten esimerkiksi kuviossa 5 esitettyä, voidaan edullisesti käyttää sähkökytkimissä. Tämän kuvaamista varten kuvio 7 esittää kaavamaisesti mahdollisen kierrejousista tehdyn jousijärjestelmän sähkömagneettisesti 15 toimivaa kytkintä varten. Tällaista kytkintä käytetään niissä tapauksissa, joissa kytkintä on määrä käyttää automaattisesti eikä käsin, esimerkiksi sähköenergian jakelu-laitoksessa. Kytkimen täytyy silloin pystyä avaamaan kos-kettimet automaattisesti tietyissä olosuhteissa, esimerkik-20 si oikosulkuvirran esiintyessä, ja sen täytyy esimerkiksi pystyä sulkemaan ne taas automaattisesti, kun nämä olosuhteet eivät enää vallitse, siis kun oikosukuvirta on hävinnyt.

Tätä tarkoitusta varten kytkimessä on magneettijär-25 jestelmä 35, joka käsittää staattorin 36, staattorilaatan * 37, magnetointikäämin 38 ja ankkurin (ei esitetty), joka liikkuu mainitun magnetointikäämin sisällä ja jossa on tapin muotoiset päät 39, 40. Tapin muotoinen pää 40 on liitetty vetojousen 41 välityksellä koteloon tai alustaan, 30 johon kytkin on asennettu. Tapin muotoinen pää 39 voi vaikuttaa yhteen kosketinvarteen 43, joka on sijoitettu tietylle etäisyydelle siitä ja joka kääntyy pyörähdyskohdan 42 ympäri. Kosketinvarren 43 vapaaseen päähän on sijoitettu sähkökosketin 44, jota vastapäätä on kiinteä kosketin 45. 35 Esitetyssä asennossa puristusjousi 46 painaa liikkuvaa kos-ketinvartta 43 sen koskettimen 44 kohdalta kiinteätä koske-. tinta 45 vasten. Puristusjousi 46 muodostaa niin sanotun ie 92772 kosketinvoimajousen, jonka on varmistettava, että aikaansaadaan tarvittava kosketinvoima, kun taas vetojousi 41 muodostaa niin sanotun kynnysjousen, jonka avulla määrätään magnetointikäämin 38 kautta kulkevan virran kynnysarvo, 5 jonka yläpuolella liikkuva kosketin pannaan siirtymään. Sekä kosketinvoimajousi 46 että kynnysjousi 41 vaikuttavat tässä pysyvästi magneettijärjestelmän 35 ankkurin liikesuuntaa vastaan, joka vaikuttaa kytkentänopeutta pienentävästi .

10 Kuvio 8 esittää kaavamaisesti erästä mahdollista kierrejousista ja vivuista muodostettua jousijärjestelmää käsin käytettävää kytkintä varten. Vetojousi 41', joka on toisesta päästään kiinnitetty kytkimen koteloon tai alustaan, on toisesta päästään liitetty vipuun 47, joka voi 15 kääntyä toisessa päässään olevan kiinteän nivelkohdan 49 ympäri ja joka on toisesta päästään nivelletystä liitetty toisen vivun 48 päähän, joka vipu taas toisesta päästään liittyy nivelletysti liikkuvaan kosketinvarteen 52, joka on vivun 52 välityksellä tuettu tämän vivun voidessa kääntyä 20 kiinteän nivelkohdan 50 ympäri. Kosketin 53 on kiinnitetty vastapäätä liikkuvan kosketinvarren 52 kosketinta 54. Vivut 47 ja 48 muodostavat niin sanotun kulmavivun, jolla kohdistamalla voima - kynnysjousena toimivan vetojousen 41' vai-kutussuuntaa vastaan - mainittujen kahden vivun 47, 48 25 nivelkohtaan 58 liikkuva kosketin 54 voidaan painaa kiinteätä kosketinta 53 vasten. Vipujärjestelmää 47, 48 voidaan painaa enemmänkin nuolen suuntaan (kuvio 8) sen jälkeen, kun koskettimet ovat tulleet kosketukseen keskenään, joka aiheuttaa tarvittavan kosketinvoiman kehittymisen.

30 Tällaista kytkintä käytetään esimerkiksi niissä ta pauksissa, joissa kiinnikytkeminen tapahtuu käsin ja auki-kytkeminen on sallittu vain tietyillä ehdoilla esimerkiksi automaattisesti. Tätä automaattista aukikytkemistä palveleva magneettijärjestelmä voidaan tässä tehdä hyvin yksin-35 kertaiseksi ja kevyeksi eikä sen tarvitse toteuttaa lukituksen poistamista. Tällaista kytkintä voidaan käyttää muun

II

19 92772 muassa yhdessä kuvion 7 mukaisen kytkimen kanssa sähkönjakelulaitoksissa .

Esitetyillä jousijärjestelmillä sekä kuvion 7 mukaista sähkömagneettisesti toimivaa kytkintä varten että 5 kuvion 8 mukaista käsin käytettävää kytkintä varten on joukko etuja. Toisaalta kosketinvoimajousen 46 ja toisaalta kynnysjousen vastatoiminnan - joka mainittiin edellä koskien sähkömagneettisesti toimivaa kytkintä kuviossa 7 - vaikutuksen magneettijärjestelmän 35 ankkuriin eliminoimiseksi 10 voidaan harkita eri ratkaisuja tarkoituksena aikaansaada pienenevä jousivaikutus. Nämä ratkaisut olennaisesti palautuvat siihen, että lyhennetään kosketinvoimajousen 46 liikkuvaan kosketinvarteen 43 kohdistaman väännön momenttivart-ta.

15 Eräs mahdollinen ratkaisu on esitetty katkoviivoin kuviossa 7. Puristusjousen 46 sijasta kosketinvoiman kehittämiseen käytetään nyt vetojousta 55, joka toisessa päässään vaikuttaa kosketinvarteen 43 ja toisessa päässään on kiinnitetty kiinnityskohtaan 56, joka piirustuksen tasossa 20 katsottuna on korkeammalla kuin liikkuvan kosketinvarren 43 nivelkohta 42. Vetojousen 55 vaikutuskohta liikkuvassa kos-ketinvarressa toisaalta ja vetojousen 55 kiinnityskohdan 56 sijainti toisaalta valitaan siten, että momenttivarsi tulee lyhyemmäksi, kun koskettimet 44, 45 avataan. Tietyn kohdan 25 toisella puolella vetojousen 55 aikaansaama vääntömomentti voi jopa kääntyä päinvastaiseksi ja auttaa avaamaan kosketin.

Kuviossa 8 esitettyyn jousijärjestelmään voidaan osoittaa samanlainen parannus ja se on myös siinä esitetty 30 katkoviivoin. Liikkuva kosketin 54 tässä sijaitsee lisätyssä kosketinvarressa 57, joka on liitetty nivelkohtaan 50, ja se on varustettu kosketinvarteen 57 ja vipuun 51 vaikuttavalla puristusjousella 46'. Kosketinvarsi 52 ei tässä siten ole enää liitetty lisättyyn kosketinvarteen, vaan 35 siinä on taivutettu osa, joka työntyy tämän lisätyn kosketinvarren 57 taakse, kuten katkoviivoin on esitetty. Tämä 20 92772 taivutettu osa vaikuttaa lisättyyn kosketinvarteen, kun koskettimet 53, 54 avautuvat.

Kosketinpaineen tuottaa nyt puristusjousi 46', joka toimii kosketinvoimajousena. Kosketinvoimajousta 46' pu-5 ristetään, kun koskettimet 53 ja 54 koskettavat toisiaan, siten että vipujärjestelmää 47, 48 painetaan nivelkohdasta 58 nuolen suuntaan, jonka johdosta kehittyy tarvittava kosket inpaine. Kun vipujärjestelmän 47, 48 lukitus avataan, niin kosketinvoimajouseen 46' varastoitunut energia myös 10 omalta osaltaan vaikuttaa nopeuteen, jolla koskettimet avautuvat.

Kuvio 9 esittää poikkileikkauskuvantona olennaisesti kuviossa 7 esitetyn kaltaisella magneettijärjestelmällä varustetun sähkömagneettisen kytkimen erästä suoritusmuotoa, 15 mutta varustettuna kuvion 5d lattajousijärjestelmällä. Tämä kytkin on kohteena hollantilaisessa patenttihakemuksessa, 8703170, jonka hakija on jättänyt samanaikaisesti tämän esillä olevan patenttihakemuksen kanssa.

Kuviossa 9 esitetty järjestelmä voidaan olennaisesti 20 jakaa koteloon 59, magneettijärjestelmään 60, koskettimiin 63, 64, joiden vastaavat liittimet ovat 65, 66, sekä jousi-järjestelmään, jossa on tukikehys 27, lattajouset 28, 29 ja kääntyvät varret 61, 62 ja joka olennaisesti vastaa kuviossa 5d esitettyä tämän esillä olevan keksinnön suoritusmuo-25 toa.

Magneettijärjestelmä 60 käsittää magnetointikäämin 68, staattorilaatan 67 ja ankkurin 69, jossa on ankkurin tappi 70. Jousijärjestelmä on asennettu staattorilaattaan 67, joka muodostaa alustan tukikehyksen 27 jäykkää tukemis-30 ta varten. Virta, jonka vaikutuksesta ankkuri 69 vetää ja pyrkii liikkumaan kääntyvän varren 62 suuntaan, kulkee magneettijärjestelmän 60 magnetointikäämin 68 kautta. Ankkuria 69 tässä tapauksessa kuitenkin pidättää ankkuriin kytketty kääntyvä varsi 61, koska kääntyvään varteen vai-35 kuttaa lattajousen 28 voima liikkeen suunnalle vastakkaisessa suunnassa. Riippuen lattajousen 28 vaikutuksesta kääntyvään varteen 61 virran ylittäessä tietyn arvon esi-

II

21 92772 merkiksi oikosulun esiintyessä, ankkuriin 69 vaikuttava magneettivoima voittaa 28 lattajousen jousitoiminnon voiman, josta seuraa, että ankkuri liikkuu kääntyvän varren 62 suuntaan. Koska ankkurin tappi 70 tällöin iskee kääntyvää 5 vartta 62 vasten, niin kääntyvä varsi 62 siirtyy lattajousen 29 jousivoimaa vastaan. Koska kääntyvä varsi 62 on liitetty kytkimen liikkuvaan koskettimeen 63, niin kytkin menee auki-tilaan.

Jos nyt on varmistettu, että kääntyvien varsien 61 10 ja 62 kiertymäkulma on sellainen, että vastaavien latta-jousien 28 ja 29 aikaansaamien vääntömomenttien summa ei vaihda suuntaansa, niin mainitut kääntyvät varret palaavat automaattisesti alkuasentoonsa, ts. kuviossa 9 esitettyyn kytkimen kiinni-tilaa vastaavaan asentoon, kun ankkuriin 69 15 vaikuttava magneettivoima pienenee tietyn arvon alapuolelle. Koska lattajousien vastakkaisiin suuntiin vaikuttavien vääntömomenttien summa hyvin nopeasti pienenee ankkurin 69 vähän siirtyessä, niin kytkimen koskettimet avautuvat nopeammin, kun kääntyvällä varrella 61 asetettu kynnys ylite-20 tään, kuin kuvion 7 mukaan konstruoiden kytkimen tapauksessa.

Tämän ansiosta ja (siis nopean) automaattisen kiinni -asentoon palaamisen ansiosta virran jälleen pienennyttyä alle asetetun kynnysarvon, aikaansaadaan kytkin, jolla kos-25 kettimien nopeus on suuri. Lattajousijärjestelmä on erityisen yksinkertainen ja kompakti rakenteeltaan samalla, kun sekä kääntyvän varren 61 aikaansaama kynnysarvo että kääntyvän varren 62 aikaansaama kosketinvoima voidaan määrätä yksinkertaisesti vastaavien lattajousien tuki- ja vaikutus-30 pisteiden oikealla valinnalla. Keksinnön mukaisella latta-jousijärjestelmällä on myös se etu, että yhdellä ja samalla lattajousirakenteella voidaan aikaansaada kytkimiä, joilla on muuttuvat kynnysarvot ja kosketinvoimat, sovittamalla toisia kosketinvarsia, joiden lattajousien tuki- ja vaiku-35 tuspisteet on sijoitettu eri tavalla.

Kuten kuviosta 9 voidaan nähdä, ja kuten myös on . selitetty edellä mainitussa hollantilaisessa patenttihake- 22 92772 muksessa 8703170, keksinnön mukainen lattajousijärjestelmä voidaan yksinkertaisesti sovittaa magneettijärjestelmään ja se voidaan asentaa kytkimen 59 koteloon yhtenä yksikkönä tarvitsematta kiinnittää jousia erikseen koteloon 59, jol-5 loin kotelo voidaan pitää rakenteeltaan suhteellisen kevyenä.

Kuvio 10 esittää poikkileikkauskuvantona kuvion 8 mukaista käsin käytettävän kytkimen erästä suoritusmuotoa, jossa on tämän keksinnön mukainen lattajousijärjestelmä, 10 jollainen on esitetty esimerkiksi kuviossa 5c. Tämä kytkin on kohteena edellä mainitussa hollantilaisessa patenttihakemuksessa 8703170, jonka hakija on jättänyt samanaikaisesti tämän esillä olevan patenttihakemuksen kanssa. Silloin kun kytkin ei ole suunniteltu katkaisemaan rajoittamaton 15 oikosulkuvirta, eli kun koko tämä oikosulkuvirta kulkee kytkimen koskettimien kautta siihen saakka, kunnes se rajoitetaan ja/tai katkaistaan, tämän (sekvenssi-)kytkimen koskettimien on pystyttävä kestämään tämä oikosukuvirta tietyn (lyhyen) ajan. Tämä vaatii suurta kosketinvoimaa ja 20 tämä vaatimus voidaan täyttää yksinkertaisesti käyttämällä keksinnön mukaista lattajousijärjestelmää.

Kuviossa 10 nähdään lattajousijärjestelmä, joka käsittää lattajousen 71 ja tukikehyksen 72. Metallilanka-sinkilä 73 on nivelletystä liitetty lattajousen 71 vapaa-25 seen päähän, jonka lattajousen toiseen päähän on nivelle-tysti liitetty kosketinlohko 74. Tässä kosketinlohko 74 kantaa kytkimen liikkuvaa kosketinta 75 ja on liukuvasti asennettu ohjaimen 76 avulla tukikehyksen 72 aukkoon ja kytketty napaan 80. Kiinteä kosketin 77 on sijoitettu tuki-30 kehyksen aukkoon kehyksen sille sivulle, joka on vastapäätä lattajousen 71 vapaata päätä, ja on kytketty napaan 81. Kytkimen kotelo muodostaa alustan tukikehyksen 72 jäykkää tukemista varten.

Jos nyt käsin käytettävän nupin 78 ja siihen kiinni-35 tetyn varren 79 avulla lattajousta 71, joka on poikkeutettu ylöspäin ja on ei-jännitetyssä tilassa, yhdessä metallilan-kasinkilän 73 kanssa siirretään tukikehyksen 72 suuntaan, 11 23 92772 niin kosketinlohko 74 siirtyy kiinteän koskettimen 77 suuntaan, kunnes nämä koskettimet 74, 77 tulevat kosketukseen toistensa kanssa. Jos lattajousta 71 nyt edelleen pakotetaan kohti tukikehystä 72, niin lattajousi 71 taipuu enem-5 män ja kohdistaa tällöin suuremman voiman kiinni oleviin koskettimiin. Kuten jo on mainittu, lattajousen 71 pieni taipuma jo aikaansaa suuren kosketinvoiman, joka tekee tämän rakenteen erittäin sopivaksi edellä mainittuun sovellukseen.

10 Esitetty rakenne, jossa lattajousi 71 vaikuttaa liikkuvaan koskettimeen vipuna toimivan metallilankasinki-län 73 väliityksellä, aikaansaa joukon etuja verrattuna rakenteeseen, jossa lattajousi 71 suoraan vaikuttaa liikkuvaan kosketinlohkoon 74. Kosketinlohkon 74 mitat voidaan 15 esitetyssä suoritusmuodossa pitää pienenä, jolloin aikaansaadaan kompakti rakenne. Sitäpaitsi käsin käytettävän nupin 78 pienellä vertikaalisella voimalla on mahdollista kohdistaa suhteellisen suuri horisontaalisuunnassa vaikuttava voima liikkuvaan kosketinlohkoon 74, joka on erityisen 20 tärkeätä edellä mainitussa kytkimen sovelluksessa kytkimen pitämiseksi kiinni oikosulkutilanteissa.

Käsin käytettävä nuppi 78 voidaan lukita kytkimen kiinni-asentoon ja lukitus voidaan vapauttaa automaattisesti vain tietyin ennalta määrätyin ehdoin. Kytkin voidaan 25 tietenkin myös kytkeä auki milloin tahansa käsin käytettä-·· väliä nupilla 78. Tämän kytkimen toimintaa koskevien lähem pien yksityiskohtien osalta viitataan edellä mainittuun hollatilaiseen patenttihakemukseen 8703172.

Kuvio 11 esittää vielä yhtä kuvion 2 mukaisen latta-30 jousijärjestelmän suoritusmuotoa, jossa varsi 82 suorittaa lineaarisen liikkeen kääntyvän liikkeen sijasta ja lattajousi myös suorittaa kaksi jousitoimintoa. Ne osat, jotka suorittavat samanlaisen toiminnon kuin kuvion 2 osat, on osoitettu samoilla viitenumeroilla. Esitetyssä asennossa 35 lattajousi 2 muodostaa tietyn kulman tukikehyksen 3 kanssa. Lattajousen 2 vapaa pää 7 on nivelletysti liitetty varteen 82 ja pitää vartta tässä asennossa. Jos lattajousta 2 nyt 24 92772 siirretään tukikehyksen 3 suuntaan, niin varsi 82 siirtyy kehyksen reunan 8 suuntaan, koska lattajousen 2 pää 7 siirtyy varressa 82 olevassa uratyyppisessä johteessa 83. Varressa 82 olevien sivu-urien (ei esitetty) avulla, jotka so-5 pivat yhteen tukikehyksen 3 sisäreunojen kanssa, voidaan varmistaa, että varren 82 liike tapahtuu suoraviivaisesti kehyksen reunan 8 suunnassa, kunnes mainittu varsi nojaa mainittua reunaa vasten. Kun mitoitus on tehty oikein, latta jousi 2 ei tässä asennossa ole täysin tukikehyksen 3 ta-10 sossa ja painamalla lattajousta 2 edelleen kohti tukikehystä on mahdollista kohdistaa kehyksen reunaan 8 tietty voima. Jos voima, joka on pitänyt lattajousta 2 painettuna kohti tukikehystä 3, nyt vapautetaan, niin varsi 82 palaa esitettyyn asentoon jousitoiminnon vaikutuksesta. Yhdellä 15 lattajousella on siten aikaansaatu kaksoisvaikutus, nimittäin kosketinvoima ja avaava voima.

Keksinnön mukainen lattajousi ja tukikehys voidaan valmistaa yksinkertaisesti levymäisestä jousiliuskamateri-aalista. Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää valmistusmene-20 telmiä, jotka takaavat jousiominaisuuksien hyvän toistettavuuden, kuten esimerkiksi meistämistä, lävistystä, syövy-tystä, laserleikkausta tai kipinätyöstöä.

Keksinnön mukainen lattajousijärjestelmä ei tietenkään ole rajoitettu sen esitettyihin ja selostettuihin suo-25 ritusmuotoihin tai käytettäväksi esitetyissä ja selostetuissa kytkimien suoritusmuodoissa, vaan sitä voidaan edullisesti käyttää myös muissa sähkökytkimen suoritusmuodoissa, jotka voidaan sen avulla toteuttaa hyvin yksinkertaisella tavalla ja siten, että ne täyttävät erityisvaatimuk-30 siä. Keksinnön mukaisen lattajousen käyttö ei myöskään ole rajoitettu sähkökytkimiin, vaan sitä voidaan tarvittaessa myös käyttää edullisesti alueilla, joissa suuria jousivoimia käytettäessä vain pieni voimavaikutus kohdistuu koteloon, johon lattajousijärjestelmä on asennettu.

li

Claims (22)

92772 25

1. Lattajousijärjestelmä (1), erityisesti ainakin yhteen kappaleeseen (9) vaikuttamista varten kappaleen 5 käyttäessä tai sisältäessä sähkökytkimen ainakin yhden koskettimen varustettuna alustalla ja ainakin yhdellä latta jousella (2), joka voi vaikuttaa mainittuun ainakin yhteen kappaleeseen, tunnettu siitä, että latta-jousijärjestelmä käsittää tukikehyksen (3), joka pitää 10 kehyksen aukossa (4) toisesta päästään tuetun mainitun ainakin yhden lattajousen (2), että kehyksen aukkoon (4) lattajousen (2) vapaan pään (7) ja tätä päätä vastapäätä olevan tukikehyksen (13) sivun (8) väliin voidaan sijoittaa mainittu ainakin yksi kappale (9), johon jousitoiminto 15 vaikuttaa, että mainitun kehyhyksen aukossa (4) olevan kappaleen (9) mitta on suurempi kuin tukikehyksen (3) mainitun sivun (8) ja mainitun ainakin yhden lattajousen (2) vapaan pään (7) välinen etäisyys, kun lattajousi sijaitsee olennaisesti tukikehyksen (3) tasossa, ja että alusta tu-20 kee jäykästi tukikehystä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lattajousijärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi lattajousi (2) liittyy tuetusta päästään kiinteästi tukikehykseen (3) ja ulottuu tästä päästään tukikehyksen 25 aukkoon (4).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lattajousijärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi lattajousi (2) on irroitettavalla tavalla tuettu kehyksen aukkoon (4).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen lattajousijär jestelmä, tunnettu siitä, että tukielementti (33), joka irroitettavalla tavalla tukee mainittua ainakin yhtä lattajousta (2), on sijoitettu kehyksen aukkoon (4) tuetun mainitun ainakin yhden lattajousen (2) pään ja tu-35 kikehyksen (3) tästä päästä katsoen vastakkaisella puolel- • 92772 26 la olevan toisen pään välille.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lattajousijärjestelmä, tunnettu siitä, että tukielementti (33) on konstruoitu lisäkappaleeksi, johon jousitoiminto 5 vaikuttaa.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lattajousijärjestelmä, joka on varustettu ainakin yhdellä kappaleella, johon jousitoiminto vaikuttaa, t u n n e t t u siitä, että mainittu ainakin yksi kappale käsit- 10 tää varren (9), joka työntyy esiin kehyksen aukosta (4) ja voi suorittaa kääntymisliikkeen tukikehyksen (3) vastakkaisen pään (8) ympäri, että mainittu varsi (9) pystyy aikaansaamaan mainitun ainakin yhden lattajousen (2) sellaisen taivutuksen, että siirrettäessä vartta (9) jousitoi-15 mintoa vastaan siirtymäpisteen ohitse, siihen vaikuttava jousitoiminto kääntyy vaikuttamaan päinvastaiseen suuntaan ja mainittu ainakin yksi lattajousi (2) voi kohdistaa varteen (9) voiman tässä päinvastaisessa liikesuunnassa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen lattajousijär-20 jestelmä, tunnettu siitä, että varren (9) se osa, joka on kiinnitetty mainitun ainakin yhden lattajousen (2) vapaan pään (7) ja tukikehyksen (3) vastakkaisen sivun (8) välille, on varustettu kummaltakin puolelta urilla (10,11), joihin mainitun ainakin yhden lattajousen 25 (2) vapaa pää (7) ja tukikehyksen (3) mainittu sivu (8) vastaavasti asettuvat, ja että mainitun ainakin yhden lattajousen (2) vaikutus varteen (9) määräytyy urien välisestä etäisyydestä ja urien (10,11) keskinäisestä sijainnista.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen lattajou si järjestelmä, tunnettu siitä, että lattajousi-järjestelmä käsittää kaksi lattajousta (28,29), jotka ulottuvat keskenään linjassa lattajousia (28,29) tukevasta yhteisestä kehysosasta (3) siten, että näiden lattajousien 35 (28,29) vapaat päät osoittavat vastakkaisiin suuntiin, ja II 27 92772 että lattajousien (28,29) vapaat päät pystyvät vaikuttamaan vastaavasti asianomaiseen varteen (31,32).

9. Patenttivaatimuksen 5, 6 tai 7 mukainen latta-jousijärjestelmä, tunnettu siitä, että lisäkap-5 pale käsittää samanlaisen varren (33) ja että kehyksen aukossa (4) olevien kahden kappaleen (31,33) välinen etäisyys on pienempi kuin mainitun ainakin yhden lattajousen (2) pituus, kun tämä lattajousi sijaitsee olennaisesti tukikehyksen (3) tasossa.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen lattajousi järjestelmä, tunnettu siitä, että varret (31,33) osoittavat kehyksen aukosta (4) samaan suuntaan.

11. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen lattajousi järjestelmä, tunnettu siitä, että varret 15 (31,33) osoittavat kehyksen aukosta (4) eri suuntiin.

12. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 1-5 mukainen lattajousijärjestelmä, joka on varustettu ainakin yhdellä kappaleella, johon jousitoiminto vaikuttaa, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi kappa- 20 le (82) on niveltyvästi liitetty mainitun ainakin yhden lattajousen (2) vapaaseen päähän (7) ja pystyy liikkumaan tukikehyksen (3) vastakkaisiin sivuihin (8) nähden suorassa kulmassa.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen lattajousijär- 25 jestelmä, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi kappale (82) mainitun ainakin yhden lattajousen (2) vaikutuksesta menee ensimmäiseen asentoon, jossa kappale (82) poistuu tukikehyksen (3) vastakkaisesta sivusta (8), sekä toiseen asentoon, jossa kappale (82) nojaa jousivoi- 30 man vaikutuksesta tukikehyksen (3) vastakkaista sivua (8) vasten.

14. Yhden tai useamman edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lattajousijärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi lattajousi (2) on muo- 35 doltaan suorakulmainen. * 92772 28

15. Yhden tai useamman edellä olevan patenttivaatimuksen 1-13 mukainen lattajousijärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi latta-jousi (26,26') levenee ainakin tuetusta päästään.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen lattajousijär jestelmä, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi lattajousi (26,26') on puolisuunnikkaan muotoinen.

17. Yhden tai useamman edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lattajousijärjestelmä, tunnettu 10 siitä, että mainittu ainakin yksi lattajousi (12) on tehty lukuisista jousiliuskoista (26,26'), jotka on toisesta päästään liitetty toisiinsa.

18. Yhden tai useamman edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lattajousijärjestelmä, tunnettu 15 siitä, että mainittu ainakin yksi lattajousi (2) ja tukikehys (3) on tehty lävistämällä tai meistämällä jousimate-riaalinauhasta.

19. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 1-17 mukainen lattajousijärjestelmä, tunnettu siitä, 20 että mainittu ainakin yksi lattajousi (2) ja tukikehys (3) on tehty jousimateriaalinauhasta kipinätyöstöllä.

20. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 1-17 mukainen lattajousijärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi lattajousi (2) ja tukikehys (3) 25 on tehty syövyttämällä jousimateriaalinauhasta.

21. Lattajousiyhdistelmä käytettäväksi yhden tai useamman edelläolevan patenttivaatimuksen mukaisen lattajousi järjestelmän yhteydessä, tunnettu siitä, että se käsittää tukikehyksen (3;21;23;27;32), jossa on 30 ainakin yksi lattajousi (2;22;24;25;28;29;71).

22. Sähkökytkin, tunnettu siitä, että se on varustettu yhden tai useamman edelläolevan patenttivaatimuksen mukaisella lattajousijärjestelmällä. Il 92772 29