FI93502B - Kytkinlaite - Google Patents

Description

93502

Kytkinlaite Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen käsikäyttöinen kytkinlaite sähkölaitteiden ohjausta varten.

5 Sähkölaitteiden kytkimissä on kytkimen asento, eli kytkimen tila varmistettava siten, ettei tila muutu itsestään. Sähkölaitteen kytkeytyminen itsestään päälle esimerkiksi tärinän tai voimakkaan tärähdyksen vaikutuksesta tapahtuvan kytkimen liikahtamisen seurauksena saattaa aiheuttaa vakaviakin vaaratilanteita laitteen käynnistyessä tarkoi-10 tuksettomasti. Sähkövirran kytkeytyminen virtapiiriin voi myöskin olla vaarallista esimerkiksi huoltotoimenpiteiden aikana, kytkimen siirtyminen O-asentoon, eli asentoon, jossa virta on katkaistuna, saattaa johtaa laitteistovaurioihin toimilaitteiden pysähtyessä hallitsemattomasti. Näiden syiden takia laitteistokytkinten pysyminen kytkentäasennossa ja katkaisuasennossa on varmistettava esimerkiksi jousitoimisilla 15 laitteilla.

Kytkimen varmistus voidaan toteuttaa esimerkiksi kytkimen ohjausakselille liitetyn nokan avulla, johon on liitetty jousitettu kampi. Kammessa on ohjausura, johon sopii kytkimen runkorakenteeseen kiinnitetty ohjaintappi. Kämmen jousi on sovitettu 20 kämmen ympärille ja ohjaintapin ja kämmen ja nokan kiinnityspisteen välille. Kytkimen ollessa kytkentäasennossa tai katkaisuasennossa jousi pitää kytkimen paikoillaan asetetussa tilassa, eikä ohjainakseli pääse kääntymään tahattomasti. Kun ohjainakselia käännetään, jousi puristuu ohjaintapin ja nokan pään välissä kokoon. Kun nokka on käännetty kämmen yläkuolokohtaan tullaan nokkarakenteen nuijahduspisteeseen ja 25 nokan kääntyessä yläkuolokohdan yli jousi painaa nokan ohjainakseleineen toiseen asentoon.

Tällä kytkinrakenteella on joitakin heikkouksia. Vaikka jousi pitääkin kytkimen siirtoalueen päissä selvästi oikeassa asennossa, kytkimen toiminta on melko epämää-30 täistä siirtoalueen keskellä. Nokan ja kämmen yläkuolokohdassa jousivoima on kämmen ja nokan pituusakselin suuntainen ja kohdistuu siten ohjainakseliin ja ohjain-tappiin ja ohjainakselin kiertosuunnan suuntaista voimavaikutusta ei esiinny. Siten 2 93502 tähän kohtaan muodostuu epämääräinen kytkimen asema, johon kytkin saattaa jäädä sitä huolimattomasti käytettäessä. Eri osien välinen kitka tekee tämän asennon epämääräiseksi ja aiheuttaa sen, että kytkin jää suhteellisen helposti tähän väliasentoon. Koska väliasento on kampimekanismin yläkuolokohdassa, asento on erittäin labiili.

5 Siten väliasentoon jäänyt kytkin siirtyy helposti tästä väliasennosta esimerkiksi pienen tärähdyksen vaikutuksesta jompaan kumpaan ääriasentoon. Tällainen kytkimen asennon muuttuminen voi aiheuttaa esimerkiksi laitteiston tahattoman käynnistymisen taikka virran kytkeytymisen virtapiiriin, joka pitäisi olla irti kytkettynä. Tästä aiheutuu luonnollisesti vaaratilanne.

10

Edellisen lisäksi kytkimen heikkoutena on se, että kytkimen liikenopeus on ohjaajasta riippuvainen. Tämä ominaisuus heikentää kytkimen sähköisiä arvoja. Kun kytkintä käytetään esimerkiksi liian pienellä voimalla, kytkentä ei tapahdu riittävän nopeasti, jolloin kontaktipintojen välille syttyy valokaari, joka saattaa tuhota kytkimen hyvin-15 kin nopeasti, koska valokaaressa vapautuu luonnollisesti aina sitä suurempi energiamäärä, mitä kauemmin kaari palaa. Lisäksi kytkintä voidaan käyttää tahallisesti väärin pitämällä kytkintä asennossa, jossa kytkentä juuri ja juuri pääsee tapahtumaan valokaaren välityksellä. On selvää, että väärinkäyttö tuhoaa kytkimen erittäin nopeasti.

20 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kytkinrakenne, joka asettuu selvästi ja varmistetusti katkaisuasentoon ja kytkentäasentoon kytkintä käytettäessä.

Keksinnön tarkoituksena on lisäksi saada aikaan kytkinrakenne, jossa käyttöelin jää 25 aina sellaiseen asentoon, josta kytkimen tila on pääteltävissä ja joka ohjaa kosket-timia suurella, käyttäjästä riippumattomalla nopeudella.

Keksintö perustuu siihen, että kytkimen runkoon sijoitetaan ainakin yksi suoraviivaisesti siirrettävä luisti, jossa on kontaktipinnat, jotka on sovitettu toimimaan yhdessä 3 0 kytkimen kiinteiden kontaktipintojen kanssa. Luistiin on liitetty ainakin yhden jousi-maisen elementin välityksellä sen kanssa samansuuntaisesti siirrettävä jousenviritysle- 3 93502 vy siten, että virityslevyä siirrettäessä jouset pakottavat luistin siirtymään vastaavasti.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle kytkimelle on tunnusomaista se, 5 mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

Keksinnön tärkein etu on se, että kytkin siirtyy aina selvästi ja yksikäsitteisesti tilasta 10 toiseen eikä laitteen rakenne mahdollista minkäänlaista väliasentoon jäämistä. Kytkin lukittuu kytkentäasentoon ja katkaisuasentoon sekä mekaanisesti että jousivoiman välityksellä, joten se pysyy varmasti halutussa asennossa. Kytkimeen kuuluu lisäksi mekaaninen irroituselin, joka irrottaa kiinni hitsautuneet kosketinpinnat, mikäli ne ovat päässeet hitsautumaan kiinni. Jos hitsautuminen on niin voimakasta, että kytkin· 15 pintoja ei voida erottaa, kytkimen väännin palautuu osoittamaan NkiiimiM asentoa, jolloin kytkimen tila ei jää epäselväksi. Jousenvirityslevy ohjaa kytkentää käyttäjästä riippumattomalla tavalla ja aina suurella nopeudella, koska varsinainen kytkentä tapahtuu viritettyjen jousien pakottamana aina samalla nopeudella riippumatta siitä, miten kytkimen väännintä käännetään. Tällaista kytkintä ei voida käyttää mitenkään 20 väärin.

Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin oheisten piirustusten avulla.

Kuvio 1 esittää yhtä keksinnön mukaista kytkintä räjäytyskuvana.

25

Kuvio 2 esittää kuvion 1 kytkimen runkokappaletta ylhäältä.

kuvion 3 esittää kuvion 2 runkokappaletta leikkauksena linjaa A - A pitkin.

3 o Kuviot 4-6 esittävät yksityiskohtaisemmin kytkimen eri osia.

4 93502

Kuviot 7-10 esittävät kaaviollisina viivapiirroksina kytkimen toimintaa eri asentoihin käännettäessä.

Keksinnön mukainen kytkin kootaan runkokappaleeseen 15. Runkokappaleen 15 5 asennuskaukalon puoleisessa tilassa sijaitsevat mekanismin osat ja vastakkaisella puolella tässä tapauksessa kosketinsilta 16, joka on kytketty vinopinnan välityksellä alaluistiin 14. Kosketinsilta 16 on kiinnitetty jousten 27 välityksellä liikkuvasti koteloon 28. Kytkimen liikkuvat kosketinpinnat sijaitsevat kosketinsillassa 16. Vastakoske-tinpinnat ovat kiinteitä runkokappaleeseen 15 nähden. Kytkentä tapahtuu siirtämällä 10 alaluistia 14, joka liikuttaa vinopinnan 24 välityksellä kosketinsillan 16 liikkuvia koskettimia 25 kiinteisiin koskettimiin 26 nähden. Vaihtoehtoisesti liikkuvat kosketti-met voivat olla kiinnitetyt suoraan alaluistiin ja kiinteät koskettimet runkokappalessa 15. Kosketuspintojen rakenteella ei ole sinänsä merkitystä keksinnön toimintaan, joten niiden lähempi kuvailu ei liene tarpeen. Ensimmäiseksi asennuskaukaloon 15 sijoitetaan alaluisti 14, jonka keskellä on reikä ja reiän kahdella sivulla jousitilat 21. Työjouset 10 on sovitettu näihin tiloihin 10 ja ne on asetettu alaluistin 14 päälle tulevan jousenvirityslevyn 11 kahdella reunalla olevien kiinnityshakasten 12 väliin. Jousenvirityslevyn 11 päälle tulee yläluisti 8, joka kiinnittyy alaluistiin 14 kahdella kielekkeellä 20, joista toinen on alaluistissa 14 ja toinen yläluistissa 8. Ohjausakseli 20 4 kulkee alaluistissa 14, jousenvirityslevyssä 11 ja yläluistissa 8 olevien reikien läpi.

'·' Ohjausakselin 4 molemmin puolin on sovitettu rytmijouset 3, jotka painuvat akselissa 4 olevia rytmitysnokkia vasten. Ohjausakselin 4 päässä on nokat 6 ja nokkien 6 ja rytmitysnokkien 5 välisellä alueella siirtohampaat 7, 23. Runkokappaleen 15 asen-nuskaukalo on suljettu kannella 2 ja kytkimen väännin 1 on kiinnitetty kannen 2 läpi 25 kulkevan ohjausakselin 4 päähän.

Runkokappaleen 15 asennuskaukalon pohjassa on lukitusurat 17, joiden kappaleen keskiakselin puoleisessa reunassa on lukituskynnykset 18. Lukituskynnys 18 on kieleke, jossa on kohti kappaleen keskiosaa osoittava lukitusuraan 17 nähden koh-3 0 ti suora pinta ja joka muodostaa kaltevan pinnan kohtisuoraan pintaan nähden vastak kaiseen suuntaan. Tämä kalteva pinta muodostaa lukitusuran 17 päätyyn lukitustilan 93502 5 19. Alaluistissa 14 on joustavat kielekkeet 22, jotka osuvat lukitusuriin 17, kun ala-luisti 14 sijoitetaan runkokappaleeseen 15. Ohjausakselin 4 nokat 6 toimivat yhteistoiminnassa näiden kielekkeiden 22 kanssa.

5 Jousenvirityslevyn 11 keskellä olevan reiän sivussa on hammastus 13, jota vasten sopii reikään asetetun ohjausakselin 4 siirtohammastus 7. Yläluistin 8 reiän sivupinnassa on pakko-ohjauspinta 9, joka toimii yhteistoiminnassa reikään sijoitetun ohjausakselin 4 sivulla olevan siirtohammastuksen 7 reunimmaisen hampaan 23 kanssa.

10 Edellä kuvatuista osista kootun kytkimen toimintaa selitetään seuraavassa. Selityksessä kytkimen oletetaan olevan sellaisessa asennossa, jossa aukiasennossa olevan kytkimen väännin 1 osoittaa oikealle ja kiinniasennossa väännin 1 osoittaa alaspäin.

Kuviossa 7 kytkin on aukiasennossa, eli asennossa jossa virta on katkaistuna. Oh-15 jainakselin 4 siirtohammastus 7 on ohjannut jousenvirityslevyn 11 asennuskaukalon oikeaan reunaan ja työjouset 10 painavat ala- ja yläluistit 8, 14 samaan reunaan. Alaluistin 14 ensimmäinen lukituskieleke 22 on tässä asennossa painunut lukitusuran 17 kielekkeen 18 suoraa pintaa vasten ja lukitsee siten alaluistin 14 ja siihen kielellä 20 kiinnitetyn yläluistin 8 paikoilleen. Kun ohjausakselia 4 väännetään myötäpäivään, 20 sen siirtohammastus 7 työntää jousenvirityslevyä 11 vasemmalle, jolloin työjouset 10 virittyvät koska lukituskieleke 22 pitää luistit 8, 14 paikoillaan lukitusuran 17 kiele-, , kettä 18 vasten. Kun väännin 1 on kääntynyt osoittamaan likimain alaspäin, eli kiin- niasentoon, ohjausakselin 4 nokka painuu lukituskielekettä 22 vasten ja nostaa sen pois kielekkeen 18 urasta (kuvio 8). Luistit 8, 14 pääsevät nyt liikkumaan vasemmal-25 le ja siirtyvät asennuskaukalon vasempaan reunaan työjousien 10 työntäminä. Alaluistin 14 siirtyessä tapahtuu samalla sähkökytkentä, jolloin kytkin siirtyy kiinniasentoon. Kun alaluisti 14 siirtyy vasempaan reunaan, ensimmäiseen lukituskielekkeeseen nähden vastakkainen lukituskieleke siirtyy lukitusuran 17 kielekettä 18 vasten ja lukitsee ala- ja yläluistin 14, 8 paikoilleen. Kytkin on nyt kuvion 9 mukaisessa asen-30 nossa.

6 93502

Kytkimen kääntäminen kiinniasennosta takaisin auldasentoon tapahtuu normaalitapauksessa aivan vastaavalla tavalla kuin edellä kuvattu kiinniasentoon kääntäminen-kin. Tällöin ainoastaan jousenvirityslevy 11 ja luistit 8, 14 siirtyvät oikealle. Kuitenkin joskus kytkimen kontaktipinnat saattavat hitsautua kiinni esimerkiksi huonosta 5 kosketuksesta johtuen. Tällöin työjousien 10 voima ei välttämättä riitä irroittamaan kontaktipintoja, jolloin luistit 8, 14 jäävät vasemmalle, eikä kytkin pääse avautumaan. Tällaista tapausta varten yläluistissa 8 on pakko-ohjauspinta 9, joka toimii yhdessä ohjausakselin 4 reunimmaisen siirtohampaan 23 kanssa. Tämä siirtohammas 23 ulottuu hieman ylemmäs ohjausakselin 4 pituussuunassa kuin muut siirtohampaat 10 7, joten se ulottuu yiäluistin 8 reikään.

Hi tsautumistil an teessä kytkimen avautuminen tapahtuu seuraavalla tavalla. Kun väännintä 1 on käännetty vastapäivään ja ohjausakselin nokka 6 on vapauttanut lukituskielekkeen 22, alaluisti 14 ja siihen liittyvä yläluisti 8 jäävät vielä vasemmalle 15 hitsautumisesta johtuen. Kun väännintä 1 kierretään edelleen, ohjainakselin 4 reunimmainen siirtohammas 23 painuu yiäluistin 8 pakko-ohjauspintaa 9 vasten ja työntää molempia luisteja 8, 14 oikealle, jolloin kontaktipintojen välinen liitos yleensä irtoaa. Irtoamisen jälkeen työjouset 10 siirtävät luistit 8, 14 normaalilla tavalla oikealle aukiasentoon. Jos liitos on niin vahva, että sitä ei saada vääntämällä irto-20 amaan, työjouset 10 painavat jousenvirityslevyn 11 ja vääntimen 1 takaisin kiin- ψ niasentoon kun ote vääntimestä irroitetaan, joten kytkimen tilasta ei voi syntyä epäselvyyttä.

Ohjausakselissa 4 on nelikulmainen osa, joka muodostaa neljä tasaisin kulmavälein 25 sijoittavaa nokkaa 5. Rytmijouset 3 on sijoitettu ohjausakselin 4 vierelle näiden nokkien 5 kohdalle siten, että nokat S painuvat jousia 3 vasten akselia käännettäessä. Nämä jouset 3 rytmittävät ohjausakselin 4 kiertoliikkeen siten, että akseli 4 asemoituu selvästi havaittaviin asentoihin 90° välein. Nämä rytmijouset 3 on mitoitettava siten, että työjouset 10 pystyvät painamaan vääntimen 1 ja akselin 4 takaisin kiin-30 niasentoon kiinnihitsautumistapauksissa.

f l

II

93502 7

Edellä esitetyn edullisen esimerkkisuoritusmuodon lisäksi tämä keksintö voidaan toteuttaa useilla muillakin vaihtoehtoisilla tavoilla. Kytkimen jousina voidaan käyttää halutunlaisia jousielementtejä tai muita vastaavia joustavia energiaa varastoivia elimiä. Luistien lukitus on yksinkertaista toteuttaa muillakin elimillä kuin edellä kuva-5 tuilla lukituskielillä. Tällaisia lukituskieliä ja niiden kanssa toimivia vastinpintoja tunnetaan useita. Yläluisti voidaan jättää poiskin rakenteesta ja sen toiminnot yhdistää alaluistiin. Vastaavasti luistien ja jousenvirityslevyn keskinäisiä paikkoja voidaan vaihtaa ja sähköiset kontaktipinnat voidaan sijoittaa kytkinrasian sivuille yhtä lailla kuin alapuolellekin. Kosketinsilta voi olla erillinen osa tai liikkuvat koskettimet 10 voidaan yhdistää alaluistiin.

9 . « t

Claims (5)

8 93502

1. Kytkinlaite sähköisten laitteiden ohjaamiseksi, joka käsittää 5. kotelon (28), johon on sovitettu kiinteät kontaktipinnat (26) sähköisen kytkennän muodostamiseksi, • koteloon (28) kiinnitetyn runkokappaleen (15), 10. runkokappaleeseen (15) sovitetun ohjausakselin (4), joka on kierrettä vissä pituusakselinsa ympäri, ja - liikutettavat kontaktipinnat (25), jotka ovat saatettavissa kosketukseen kiinteiden kontaktipintojen (26) kanssa sähköisen kytkennän muodosta- 15 miseksi, tunnettu • ainakin yhdestä runkokappaleeseen (15) sovitetusta luistista (14), joka 20 on siirrettävissä suoraviivaisesti runkokappaleen (15) suhteen siten, että liikutettavat kontaktipinnat (25) muodostavat luistin (14) liikkeen vaikutuksesta sähköisen kytkennän kiinteiden kontaktipintojen kanssa, - ainakin yhdestä runkokappaleeseen (15) sovitetusta jousenvirityslevys- 25 tä (11), joka on siirrettävissä ohjainakselia (4) kiertämällä samansuun taisesti luistin (14) kanssa, ja - ainakin yhdestä jousimaisesta elimestä (10), jolla jousenvirityslevy (11) on liitetty luistiin (14) jousenvirityslevyn (11) liikkeen välittämi- 30 seksi luistiin (14). ti • · 9 93502

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkin, tunnettu - ainakin yhdestä ensimmäisestä lukituseiimestä (22), jolla luisti (14) on lukittavissa ensimmäiseen asentoon paikoilleen runkokappaleen (IS) 5 suhteen ja vapautettavissa siirtymään ohjausakselia (4) kääntämällä, ja - ainakin yhdestä toisesta lukituseiimestä (22), jolla luisti (14) on lukittavissa toiseen asentoon paikoilleen runkokappaleen (15) suhteen ja vapautettavissa siirtymään ohjausakselia (4) kääntämällä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kytkin, tunnettu - ensimmäisestä luistista (14), joka on sovitettu jousenvirityslevyn (11) toiselle puolelle ja joka käsittää lukituselimet (22), ja 15 - toisesta luistista (8), joka on sovitettu jousenvirityslevyn (11) vastakkaiselle puolelle ja joka on liitetty kiinteästi ensimmäiseen Ulistiin (14).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kytkin, tunnettu siitä, että ensimmäisen 20 luistin (14), toisen luistin (8) ja jousenvirityslevyn (11) keskikohdalla on reikä, joiden läpi ohjausakseli (4) on sovitettu kulkemaan. • · I

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kytkin, tunnettu ohjausakselissa (4) olevasta ulokkeesta ja toisen luistin (8) reiän reunassa olevasta pakko-ohjainpinnasta (9), 25 joka on sovitettu toimimaan yhteistoiminnassa siten, että toinen luisti (8) voidaan pakottaa siirtymään ohjausakselia (4) kiertämällä, jolloin akselin (4) uloke (23) vastaa pakko-ohjauspintaan (9). • · 10 93502