FI96251C - Vaihtosähkösuoja - Google Patents

Description

96251

Vaihtosähkösuoja

Keksintö kohdistuu vaihtosähkösuojaan käsittäen magneettijärjestelmän avulla käytettävän ankkurin, joka 5 kytkentäjousen välityksellä on vaikutusyhteydessä koske tin järjestelmän liikkuvia kosketinosia kannattavan, palautus jousivoimakuormitetun kosketinkantimen kanssa, joka kosketinkannin on varustettu lisämassalla, jota lisäjousi painaa kosketinkantimen kytkentäsuunnan vastaisesti koskelo tinkantimen vastetta vasten.

Tällainen vaihtosähkösuo ja tunnetaan EP-patenttiha-kemuksesta 0 174 467. Lisämassan järjestelyn avulla jousen yhteyteen saavutetaan kyllä verraten hyvä takaisinkimmah-dusvaimennus. Tämän keksinnön avulla on tarkoitus tehdä 15 viivytyksestä vielä paremmin määritettävä. Tämä saavutetaan yksinkertaisella tavalla siten, että lisämassaan ovat kosketuksessa vapaaseen liikkeeseen vaikuttavat kitkaväli-neet. Lisämassan viivytys tapahtuu siten molempiin suuntiin. Kytkentäiskujen ollessa voimakkaita saavutetaan tä-20 ten takaisinkimmahdusvaimennus, joten kriittisillä vaihe- tasoilla ei käytännössä esiinny kosketinkantimen takaisin-heilahdusta. Ilman kitkan aikaansaamaa vaimennusta kosketinkannin heilahtaa takaisin, minkä johdosta tämä voi törmätä useita kertoja ankkuriin. Tällä tavoin ei voida vält-25 tää sitä, että tämä takaisinheilahdus osuu ajallisesti jatkuvan pidätysvoiman minimialueelle 50 tai 60 Hz:n verk-kotaajuudella, jolloin seurauksena voi olla jo sulkeutuneen magneettijärjestelmän aukeaminen. Keksinnön avulla vähennetään tuntuvasti magneettijärjestelmän yleistä herk-30 kyyttä sulkemiskäyttäytymiselle napapintojen ollessa epätasaiset. Erityisen edullista tämä on, kun suojaa käytetään 50 ja 60 Hz:n verkkotaajuudella, koska normaalisti järjestelmä voi olla optimaalinen ainoastaan yhtä taajuutta varten.

96251 2

Yksinkertainen suoritusmuoto liikkeeseen vaikuttavien kitkavälineiden kohdalla ilman erillisiä lisäosia aikaansaadaan, kun kitkavälineet koostuvat esijännitetystä kannesta, joka osiensa avulla painaa lisämassaa. Kitkavä-5 lineet voidaan toteuttaa myös yleisesti saatavilla osilla, jolloin voidaan luopua myös kannen erityisestä muodosta, mikäli kitkaväline koostuu silikonikumiletkusta, joka joko kosketinkannattimen uran tai lisämassan kannattamana painaa toista osaa vasten. Lisämassan viivytys voidaan 10 määrittää vielä paremmin, jos kitkavälineet koostuvat kuperaksi taivutetusta, kosketinkantimen kannattamasta lehti jousesta, jonka kupera osa painuu vastaavaan lisämassan syvennykseen. Tästä on seurauksena kitkavaikutuksen eteneminen lähtötilanteesta alkaen kosketinkantimen molempiin 15 liikesuuntiin. Tällöin voidaan tulla toimeen tavallisella nousevan kitkavoiman saavuttamiseen tähtäävällä sileällä lehtijousella, jos kitkavälineet koostuvat kosketinkanti-meen kiinnitetyn akselin ympäri kiertyvästä lisämassasta, joka koskettaa kiertopisteen vastakkaisella puolella si-20 jaitsevana ja elliptisesti muotoiltuna kosketinkantimeen tuettua lehtijousta, joka on samansuuntainen kosketinkantimen liikesuunnan kanssa.

Toinen yksinkertainen ja kustannuksiltaan edullinen nousevan kitkan suoritusmuoto aikaansaadaan, kun kitkavä-25 lineet koostuvat kulmajousesta, jonka kulma on tuettu kosketinkantimeen ja jonka toinen kylki painaa liikesuunnan kanssa samansuuntaiseen lisämassan sivuun, ja jonka toinen kylki muodostaa lisäjousen.

Piirustuksen pohjalta selitetään erilaisia keksin-30 nön mukaisia suoritusmuotoesimerkkejä. Piirustus esittää: kuvio 1 on kaavamainen esitys vaihtosähkösuojasta käsittäen lisämassan ja jousijärjestelyn, kuviot 2, 3, 3a, 4 esittävät kosketinkanninta käsittäen lisämassan ja keksinnön mukaiset, suoraviivaisesti 35 vaikuttavat kitkajouset, 11 96251 3 kuvio 5, 6, 7 esittävät keksinnön mukaisten koske-tinkantimien suoritusmuodot, joiden kitkavoima vaikuttaa nousevasti kytkentätapahtumassa.

kuvio 8 esittää kaavion muodossa virran kulkua 5 magneettijärjestelmässä ajan funktiona, kosketinkantimen tietä ajan funktiona sekä avaus- ja sulkukoskettimen tilaa ajan funktiona ja kuvio 9 esittää kuvion 8 mukaiseen kaavioon kuuluvien magneettiosien dynaamisen pidätysvoiman ajan funktio-10 na.

Kuviossa 1 kuvatussa vaihtosähkösuojassa on kotelo 1, johon käämin 3 sydämen 2 käsittävä magneettijärjestel-mä, sekä ankkuri 4 ja palautusjousen 5 avulla jousivoima-kuormitettu kosketinkannin 6 on laakeroitu. Sarana-ankku-15 riksi suunniteltu ankkuri 4 painetaan jousen 7 välityksellä sydämen toista kylkeä vasten. Toiselta puolelta ankkuri 4 koskettaa kosketinkantimeen 6 nähden liikkuvaa väliluis-tia 9, joka puolestaan on kytkentäjousen 10 välityksellä vaikutusyhteydessä kosketinkantimeen 6. Väliluisti 9 pai-20 naa vasten kosketinkantimen vasteita 11. Ankkurin vaiku-tussuuntaa on merkitty nuolella 12. Lisämassaa 8 painetaan lisäjousen 13 avulla kosketinkantimen 6 liikesuunnan vastaisesti kytkentäsuuntaan kosketinkantimen 6 vastetta 14 vasten. Jousi 13 on kuvion 2 mukaisessa suoritusmuotoesi-25 merkissä suunniteltu lehtijouseksi. Lehtijousen vapaat päät 15, 16 nojaavat kosketinkantimen 6 ulokkeisiin 17. Lisämassan 8 kosketuspintaa lisäjousen 13 kanssa on kuvion 2 mukaisessa suoritusmuotoesimerkissä merkitty numerolla 18. Kuvion 2 mukainen suoritusmuotoesimerkki käsittää kek-30 sinnön mukaisesti lisäksi kitkajousen 19, joka koskettaa liikesuunnan kanssa samansuuntaisiin lisämassan 8 sivupintoihin 20. Kitkajousen 19 vapaat päät 21, 22 nojaavat kosketinkantimen 6 vastaavasti suunniteltuun ulokkeeseen 23. Lisämassan 8 liikkuessa nuolen 12 suuntaan kohdistaa kit-35 kajousten 19 pallomainen pinta 24 kitkavaikutuksen lisä- 4 96251 massaan 8, jolloin sekä eteen- että myös takaisinliikkees-sä saavutetaan viivytys, joka viivyttää kosketinkantimen 6 takaisinkimmahdusta. Kuvion 3, 3a mukaisessa suoritus-muotoesimerkissä vaimentava kitka aikaansaadaan kitkajous-5 ten 19 sijaan esijännitetyn kannen 25 avulla. Kannen 25 ulokkeessa 27 oleva kitkapinta 26 sijaitsee lisämassan 8 toisen sivupinnan päällä. Lisämassan muu laakerointi tapahtuu samoin kuin kuvion 2 mukaisessa suoritusmuotoesi-merkissä ilman sivuttaisia kitkajousia.

10 Kuvion 4 mukaisessa suoritusmuotoesimerkissä ai kaansaadaan sopivan silikonikumiletkun 28 välityksellä, joka on asetettu lisämassan 8 uraan 29, lisämassan 8 hei-lahdusvaimennus. Silikoniletku 28, jota voidaan ostaa han-kauksenkestävänä metri tavarana, koskettaa kosketinkantimen 15 toista sivupintaa 51, kun taas lisämassa toisesta päästään koskettaa toista sivupintaa 51. Lisämassa 8 tekee tällöin lisäksi pientä kiertoliikettä, joka vaikuttaa edullisesti viivytysaikaan ja vaimennukseen.

Kuvion 5 mukaisessa suoritusmuotoesimerkissä ai-20 kaansaadaan sivuttaisen lehtijousen 30 välityksellä, jossa on kuperaksi taivutettu osa 31, joka koskettaa lisämassan 8 vastaavaa syvennystä 32, nouseva kitkavoima.

Kuperaksi taivutetun osan 31 syvennykseen 32 tapahtuvan kosketuksen avulla lisämassaa 8 pidetään keskiasen-25 nossa. Koska tässä esimerkissä on luovuttu lehtijousista 13, on siihen suunniteltu liikettä rajoittavat vasteet 33, 34. Heti kun lisämassa liikkuu pois keskiasennosta, synnytetään sivuttaisten lehtijousten 30 välityksellä nouseva kitkavoima. Myös tällöin syntyy aikaviive dynaamisen pidä-30 tysvoimaminimin ohittamiseksi, ja lisääntyvän kitkan aiheuttaman vaimennuksen avulla vältetään kosketinkantimen jatkuva osuminen ankkuriin.

Kuvion 6 mukaisessa suoritusmuotoesimerkissä lisä-massan 8 toisella puolella sijaitsee esijännitetty lehti-35 jousi 35, joka nojaa vapaalla päällään kosketinkantimeen 6 ja joka on kosketinkantimen liikkeen suuntainen. Lehti- il 96251 5 jousen poiskääntyvältä puoleltaan lisämassa 8 on laakeroitu akselin 36 välityksellä kiertyvästi kosketinkantimeen 6. Lisämassan 8 akselin 36 puoleinen pinta 37 on oleellisesti suunniteltu soikeaksi, eli säde lisämassan 8 pääty-5 alueella on suurempi kuin säde massan keskiosassa, joten massan kiertoliikkeen lisääntyessä molempiin suuntiin kitka- tai kytkentävoima, jonka lisämassa 8 siirtää kosketinkantimeen 6, kasvaa. Tällä tavoin aikaansaadaan sekä lisä-massan 8 tarvittava aikaviive että myös sen heilahdusvai-10 mennus, joten myös tämän johdosta suojakäyttö toimii moitteettomasti 50 ja 60 Hz:n verkkotaajuuksilla.

Kuvion 7 mukaisessa suoritusmuodossa on kitkajousen 22 tilalla kulmajousi 38, jonka kulma 39 on tuettu koske-tinkantimessa 6 olevan ulokkeen 40 syvennykseen. Kulmajou-15 sen 38 yksi kylki 41 synnyttää kitkavaikutuksen, kuten kuvattiin jousen 22 osalta, lisämassan 8 sivupinnalla 20. Toinen kylki 42 ottaa lehtijousen 18 tehtävän. Kuten kuviossa 7 on katkoviivoin kuvattu, kasvaa ensimmäisen kyljen 41 voima sivupintaa 23 kohti, kun kylki 42 saatetaan 20 katkoviivoin kuvattuun asentoon.

Kuviot 8 ja 9 kuvaavat virran kulkua magneettijär-jestelmässä, jota on merkitty numerolla 43. Viivaa, joka esittää avaus- ja sulkutoiminnon kulkua ajan funktiona, on merkitty numeroin 44 ja 45. Numerolla 46 on merkitty kos-25 ketinkantimen 6 kulkua ajan funktiona. Numerolla 47 mer kitty käyrän kulku kuviosta 9 esittää napapintojen dynaamista pidätysvoimaa ajan funktiona, jolloin käyrä vastaa ajalliselta kulultaan kuvion 8 mukaisen kaavion ajallista kulkua. Ajankohtana 48, jota on kuvattu katkoviivan avul-30 la, ankkuri osuu iekseen. Katkoviiva 49 esittää ajankohtaa, jona kosketinkannin 6 osuu ankkuriin viivästettynä. Takaisinheilahdus 50 on niin vähäinen, että kosketinkanti-men 6 toistuva osuminen ankkuriin on poissuljettu. Oleellisin kaavioiden (kuviot 8 ja 9) ero tekniikan tasoon 35 E-OS 0 174 467 nähden on se, että takaisinheilahdus 50 on käytännössä merkityksetön.

Claims (7)

96251 6

1. Vaihtosähkösuoj a käsittäen magneetti järjestelmän (2, 3) avulla käytettävän ankkurin (4), joka kytkentäjou- 5 sen (10) välityksellä on vaikutusyhteydessä kosketinjär-jestelmän liikkuvia kosketinosia kannattavan, palautusjou-sivoimakuormitetun kosketinkantimen (6) kanssa, joka kos-ketinkannin (6) on varustettu lisämassalla (8), jota li-säjousi (13) painaa kosketinkantimen (6) kytkentäsuunnan 10 vastaisesti kosketinkantimen (6) vastetta vasten, tunnettu siitä, että lisämassaan (8) ovat kosketuksessa vapaaseen liikkeeseen vaikuttavat kitkavälineet (19).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suoja, tunnettu siitä, että kitkavälineet (19) koostuvat esi- 15 jännitetystä kannesta (25), joka osien (27) avulla painaa lisämassaa (8).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suoja, tunnettu siitä, että kitkaväline (19) koostuu silikoni-kumiletkusta (28), joka joko kosketinkantimen (6) uran 20 (29) tai lisämassan (8) kannattamana painaa toista osaa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suoja, tunnettu siitä, että kitkavälineiden (19) kitkavoimaa on vahvistettu liikeradasta riippuvasti.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen suoja, t u n -25 n e t t u siitä, että kitkaväline (19) koostuu kuperaksi taivutetusta kosketinkantimeen (6) tuetusta lehtijousesta, jonka kupera osa painautuu lisämassan (8) vastaavaan syvennykseen .

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen suoja, t u n -30 n e t t u siitä, että kitkaväline (19) muodostuu koske- tinkantimessa (6) olevan akselin (36) ympäri kiertyvästä lisämassasta (8), joka kiertopisteen vastakkaiselta puolelta muodoltaan elliptisenä koskettaa kosketinkannatti-meen (6) tuettua lehtijousta (35), joka on kosketinkanti-35 men (6) liikkeen suuntainen. 96251 7

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen suoja, tunnettu siitä, että kitkavälineet (19) koostuvat kulma jousesta (38), jonka kulma (39) on tuettu kosketinkan-timeen (6) ja jonka toinen kylki (41) painaa vasten liike-5 suuntaan nähden samansuuntaista lisämassan (8) sivua (20), ja jonka toinen kylki (42) muodostaa lisäjousen (13). 96251 8