FI121099B - Sähkökytkimen kytkinmekanismi - Google Patents

Description

Sähkökytkimen kytkinmekanismi

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen sähkökytkimen kytkinmekanismi.

5 Ennestään tunnetaan erilaisia sähkökytkimen kytkinmekanismeja, joihin kuuluu keinuvipu ja tämän avulla käytettävä kytkentäelin. Kytkentäelintä liikutetaan keinu-vivun avulla kahden vastakkaisen vaihtoasennon eli ensimmäisen ja toisen vaihto-asennon välillä, joista ainakin yhdessä asennossa sähkövirta on järjestettävissä kulkemaan kytkentäelimen läpi. Kytkentäelin on kuormitettu jousella siten, että 10 jousi painaa kytkentäelimen ensimmäiseen tai toiseen vaihtoasentoon, kun keinu-vipua käännetään keskiaseman ensimmäiselle tai toiselle puolelle, vastaavasti. Tällaisia kytkinmekanismeja on esitetty mm. kansainvälisessä patenttihakemusjul-kaisussa WO 2008/155499 ja kanadalaisessa patenttijulkaisussa CA 976589.

Mainitussa kansainvälisessä patenttihakemusjulkaisussa WO 2008/155499 kyt-15 kinmekanismin jousi on järjestetty keinuvivun ulokkeen yhteyteen. Tässä raken teessa epäkohtana on, että jousen on oltava suhteellisen jäykkä ja se on tuettava ulkopuolelta sopivaan ulokkeen sylinterimäiseen syvennykseen nurjahdusten välttämiseksi, mutta tuenta on kuitenkin toteutettava siten, että jousen toinen pää, joka on määrä kiinnittää kytkentäelimeen, on sopivalta matkalta vapaa ulokkeesta ja 20 vapaa puristumaan osittain kokoon, kun kytkentäelimen asentoa vaihdetaan.

Epäkohtana on myös, että tällainen rakenne on suhteellisen mutkikas valmistaa ja kytkentämekanismin kokoaminen sähkökytkimeen on työläs toimenpide. Epäkohtana on myös, että kytkinmekanismin korkeus muodostuu verraten suureksi, koska jousen tulee olla suhteellisen pitkä. Lisäksi jousen tuleee olla sivusuunnassa jäyk-25 kä ja siis vahvaa materiaalia.

Mainitussa kanadalaisessa patenttijulkaisussa CA 976589 kytkentämekanismin kytkentäelin on litteä kahdella yhdensuuntaisella suoralla sivuosalla varustettu osa, jolla on kapeneva sivuosiin nähden vastakkaiseen suuntaan osoittava kär-30 kiosa. Kytkentäelin on laakeroitu kääntyvästi sivuosien vastakkaisiin ulkoreunoihin järjestetyistä vaapputuista runkoon järjestetyn ensimmäisen johdelevyn kahteen rinnakkaiseen osaan , jotka ovat etäisyyden päässä toisistaan. Kytkentäelin on kuormitettu kierrejousella, joka on järjestetty keinuvivun ulokkeen ja kytkentäelimen sivuosien välissä olevan tapin väliin. Tässä rakenteessa epäkohtana on, että 35 kytkentäelimen kärkiosa, joka on varustettu kytkinnastoilla, on järjestetty keinuvi- 2 puun nähden kytkentäelimen laakerointiakselin vastakkaiselle puolelle, jolloin kyt-kinmekanismista tulee suhteellisen korkea rakenne. Tällöin kytkinmekanismia ei saada toteutettua matalaan runkoon eikä sähkökatkaisin koteloon. Epäkohtana on myös se, että kierrejousta ei ole tuettu sivusuunnassa mihinkään, vaan se on ai-5 noastaan päädyistä liitetty keinuvivun ja kytkentäelimen väliin. Tämä hankaloittaa kytkentämekanismin ja sähkökytkimen kokoamista. Lisäksi rakenteen luotettavuus on heikko, koska kierrejousi saattaa luiskahtaa paikaltaan keinuvivun ja kytkentäelimen välistä, jolloin kytkentämekanismi vikaantuu eikä enää toimi tarkoitetulla tavalla.

10

Keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuihin kytkinmekanismeihin liittyvät epäkohdat. Keksinnön tarkoituksena on myös saada aikaan uusi kytkinmekanismi, joka on rakenteeltaan yksinkertainen, helposti koottava ja luotettava.

Keksinnön mukaiselle kytkinmekanismille on tunnusomaista se, mitä on esitetty 15 patenttivaatimuksessa 1. Epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty keksin nön edullisia sovellusmuotoja.

Keksinnön mukainen sähkökytkimen kytkinmekanismi käsittää keinuvivun ja kytkentäelimen, joka on liikutettavissa kahden vaihtoasennon, ensimmäisen ja toisen vaihtoasennon, välillä keinuvivun avulla, jolloin sähkövirta on järjestettävissä kul-20 kemaan kytkentäelimen läpi yhdestä kytkentänavasta toiseen ainakin yhdessä vaihtoasennoista, jonka keinuvivun ja kytkentäelimen yhteydessä on jousi, erityisesti kierrejousi, joka on järjestetty keinuvivun ja kytkentäelimen välille siten, että jousi painaa kytkentäelimen joko ensimmäiseen tai toiseen vaihtoasentoon, kun keinuvipua käännetään keskiaseman ja kiertoakselin suhteen ensimmäiselle tai 25 vastaavasti toiselle puolelle, joten kytkentäelin käsittää varren, jonka ensimmäinen pää on järjestetty kääntyvästi ensimmäisen kytkentänavan yhteyteen ja toinen pää on vapaa ja suunnattu kohti keinuvipua ja varustettu ainakin yhdellä kytkinnastalla. Keksinnön mukaisesti kytkentäelimen päiden välille varren ympärille on järjestetty kierrejousi ja varren ja kierrejousen yhteyteen on lisäksi järjestetty pitimillä varus-30 tettu liitososa siten, että se pääsee liikkumaan vartta pitkin ja samalla kierrejousi pääsee puristumaan ainakin osittain kokoon ja vastaavasti laajenemaan varressa, ja että keinuvipu käsittää kaksi rinnakkaista uloketta, joiden päät on sovitettu liitososan pitimiin, jolloin kytkentäelimen varsi on järjestetty liikkumaan rinnakkaisten ulokkeiden välitilassa.

3

Keksinnön etuna on yksinkertainen rakenne ja valmistusystävällisyys. Kytkinme-kanismin kytkentäelin käsittää vain kolme osaa, jotka valmistuksessa suoraviivaisesti yhdistetään toisiinsa ja edelleen keinuvivun yhteyteen.

5 Keksinnön etuna on myös mahdollisuus toteuttaa kytkinmekanismi ja sitä soveltava sähkökatkaisin matalana komponenttina ja lisäksi siten, että keinuvivun kään-tökulma on suhteellisen pieni. Kytkinmekanismin mataluudella ja keinuvivun pienellä kääntökulmalla voidaan vaikuttaa edullisesti sähkökytkimen ulkomuotoon. Lisäksi litteä sähkökytkin on sähköasennusten kannalta edullinen, koska mm. se ei 10 vaadi suurta asennussyvyyttä.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista kytkinmekanismia havainnollisesti edestä 15 katsottuna ensimmäisessä vaihtoasennossa; kuvio 2 esittää kytkinmekanismia havainnollisesti edestä katsottuna toisessa vaihtoasennossa; kuvio 3 esittää sivulta katsottuna kytkinmekanismia hajotettuna toisiinsa liitettäviin osiin; ja 20 kuvio 4 esittää sivulta katsottuna vastaavaa kytkinmekanismia koottuna .

Kuvioissa käytetään toisiaan vastaavista osia samoja viitenumerolta.

Eräs edullinen keksinnön mukainen sähkökytkimen kytkinmekanismi, joka on tarkoitettu kiinnitettäväksi sopivaan sähköasennuskaan, on esitetty havainnollisesti piirustuksissa.

25 Sähkökytkimen kytkinmekanismi 1 käsittää keinuvivun 2 ja tämän avulla käytettävän kytkentäelimen 3. Keinuvipu 2 ja kytkentäelin 3 on järjestetty sopivaan sähkö-kytkimen runkoon 4. Kytkentäelin 3 on sovitettu rungon onteloon 41, johon myös kytkentänavat 5; 51, 52, 53 on sopivasti järjestetty. Kytkentäelintä 3 liikutetaan keinuvivun 2 avulla kahden vaihtoasennon eli ensimmäisen A ja toisen B vaihto-30 asennon välillä, jotka on esitetty havainnollisesti kuvioissa 1 ja 2. Kytkentäelin 3 on järjestetty yhdistämään sähköisesti ensimmäinen ja toinen sähkökytkimen kytken-tänapa 5; 51, 52 toisiinsa ensimmäisessä vaihtoasennossa A ja vastaavasti en- 4 simmäinen ja kolmas sähkökytkimen kytkentänapa 5; 51, 53 toisiinsa toisessa vaihtoasennossa B. Tällöin sähkövirta on järjestettävissä kulkemaan kytkentäeli-men 3 läpi joko ensimmäisessä A tai toisessa B vaihtoasennossa.

On huomattava, että yksikertaisimmassa keksinnön mukaisen kytkinmekanismin 5 sovellusmuodossa kytkentäelin 3 on järjestetty yhdistämään sähköisesti ensimmäinen ja toinen sähkökytkimen kytkentänapa 5; 51, 52 toisiinsa ensimmäisessä vaihtoasennossa A, kun taas toisessa vaihtoasennossa B mitään yhdistämistä ei tapahdu. Kolmas kytkentänapa 5; 53 ei tässä tapauksessa ole välttämätön. Tällöin siis ensimmäisessä A vaihtoasennossa sähkövirta on järjestettävissä kulkemaan 10 kytkentäelimen 3 läpi ja toisessa vaihtoasennossa B sähkövirta kytkentäelimen 3 läpi on katkaistavissa.

Keinuvivun 2 ja kytkentäelimen 3 yhteydessä on jousi 7, erityisesti kierrejousi.

Jousi 7 on järjestetty keinuvivun 2 ja kytkentäelimen 3 välille siten, että jousi painaa kytkentäelimen 3 joko ensimmäiseen A tai toiseen B vaihtoasentoon, kun kei-15 nuvipua 2 käännetään keskiaseman tai -tason C - C, joka tässä esimerkissä yhtyy pystytasoon, suhteen ja sen kautta kulkevaan kiertoakseliin D - D nähden ensimmäiselle tai toiselle puolelle, vastaavasti.

Yksi tai useampi kytkinmekanismi 1 on sovitettu runkoon 4 ja muodostettu yksi-tai useampivipuiseksi sähkökytkimeksi. Kussakin kytkinmekanismissa 1 on rungon 20 4 yhteyteen sovitetut johtimet 6; 61, 62, 63, joiden avulla kytkentänavat 5; 51, 52, 53 on yhdistetty vastaaviin liitäntänapoihin 7; 71, 72, 73, joista kytkinmekanismit kytketään ulkopuolisiin sähköjohtoihin. Runko 4 on toteutettu sopivasta sähköä hyvin eristävästä materiaalista, kuten sopivasta muovista. Johtimet 6 ja navat 5, 7 ovat sähköä hyvin johtavaa materiaalia, kuten kuparia.

25 Sähkökytkin sovitetaan sähköasennuksen yhteydessä esim. asennusrasiaan ja liitetään osaksi rakennuksen tai vastaavan sisäistä sähköverkkoa. Sähkökytkin liitetään sähköverkon ja kulutuslaitteen, kuten kiinteän valolähteen, väliin siten, että sähkökytkimellä saadaan yhdistettyä kulutuslaite sähköverkkoon sähkön syötön aloittamiseksi kulutuslaitteeseen ja vastaavasti katkaistua yhteys sähköverkkoon 30 ja sähkön syötön lopettaminen kulutuslaitteeseen.

Sähkökytkimen kytkinmekanismin 1 kytkentäelin 3 käsittää varren 31 ja kierrejou-sen 8. Varsi 31 on toteutettu sähköä hyvin johtavasta materiaalista, kuten kuparista. Varren 31 ensimmäinen pää 311 on järjestetty kääntyvästi ensimmäisen kyt-kentänavan 51 yhteyteen. Tämä on edullisimmin toteutettu siten, että ensimmäi- 5 sen kytkentänavan 51 yhteydessä on ura 511, johon varren 31 ensimmäinen pää 311 on sovitettu. Varren ensimmäinen pää 311 pysyy jousen 8 painamana hyvin paikallaan urassa 511 eikä pääse liikkumaan lineaarisesti varren kääntötasossa kytkentänavassa 51, kun kytkentäelimen vaihtoasentoa muutetaan ensimmäises-5 tä A toiseen B tai päinvastoin.

Varren 31 toinen pää 312 on vapaa ja suunnattu kohti keinuvipua 2. Lisäksi varren 31 toinen pää 312 on varustettu ainakin yhdellä kytkinnastalla, tässä sovellusmuo-dossa kahdella, ensimmäisellä ja toisella, varren eri puolilla olevalla kytkinnastalla 32, 33. Keksinnön edullisessa sovellusmuodossa varsi 31 on pitkänomainen, 10 edullisimmin litteä, suora tanko.

Kytkentäelimen 3 päiden 311; 312 välille varren 31 ympärille on järjestetty kierrejousi 8. Varren 3 ja samalla kierrejousen 8 yhteyteen on lisäksi järjestetty pitimillä 91, 92 varustettu liitososa 9. Tämä liitososa 9 on edullisimmin varustettu reiällä, jonka läpi varsi 31 on järjestetty kulkemaan. Liitososa 9 pääsee liikkumaan vartta 15 31 pitkin ja samalla kierrejousi 8 pääsee puristumaan ainakin osittain kokoon ja vastaavasti laajenemaan varressa. Keksinnön edullisessa sovellusmuodossa varressa 31, edullisesti sen ensimmäisessä päässä 311, on tuki 34, tässä tapauksessa varren levennys 34a, jota vasten kierrejousen 8 toinen pää 82 on järjestetty lepäämään, kun taas liitososa 9 on järjestetty vaikuttamaan kierrejousen 8 ensim-20 mäiseen päähän 81.

Keinuvipu 2 käsittää litteän vipuosan 20 ja kaksi rinnakkaista uloketta 21, 22, jotka ovat kulmassa vipuosaa vasten ja sen ulkopinnan vastakkaisella puolella. Ulokkeiden 21, 22 päät on sovitettu liitososan 9 pitimiin 91, 92. Tällöin kytkentäelimen 3 varsi 31, erityisesti varren toinen pää 312, on ja pääsee liikkumaan rinnakkaisten 25 ulokkeiden 21, 22 välitilassa 23. Keinuvipu 2 on toteutettu sähköä hyvin eristävästä materiaalista, kuten sopivasta muovista.

Keksinnön edullisessa sovellusmuodossa varressa 31 oleva liitososa 9 on olennaisesti U-kirjaimen muotoinen osa. Liitososa 9 on järjestetty varteen 31 siten, että U-kirjaimen muotoinen osa avautuu varren 31 ensimmäistä päätä 311 kohti, jolloin 30 jousi 8 sovitetaan tämän osan sisäpuolelle. Liitososan 9 vapaat päät ja samalla U-kirjaimen kärjet on varustettu pitimillä 91, 92 keinuvivun 2 ulokkeita 21, 22 varten. Keksinnön edullisessa sovellusmuodossa pitimet 91, 92 ovat kourumaisia osia eli kouruja. Kourut aukeavat kohti keinuvipua 2. Keinuvivun 2 ulokkeiden 21, 22 vapaat päät on sovitettu kytkinmekanismia koottaessa liitososan 9 pitimiin 91, 92 ja 6 tässä tapauksessa kouruihin. Keinuvivun 2 ulokkeiden 21, 22 kärjet ovat edullisesti kiilamaiset, jolloin ne sopivat hyvin kourumaisiin pidikkeisiin.

Liitososa on edullisimmin U-kirjaimen muotoinen metalliliuska, jonka vapaat päät ja samalla U-kirjaimen sivujen kärjet on varustettu pitimillä 91, 92 eli ne on muo-5 dostettu kouruiksi.

Keksinnön mukainen kytkinmekanismi 1 kootaan edullisimmin siten, että kytkentä-elimen 3 varteen 31 sovitetaan ensin kierrejousi 8 siten, että sen ensimmäinen pää 81 lepää tukea 34 eli tässä tapauksessa varren levennystä 34a vasten. Tämän jälkeen liitososa 9 pujotetaan reiästä varteen 31 kierrejousen 8 toista päätä 10 82 vasten. Kierrejousella 8 ja liitososalla 9 varustettu varsi 31 sovitetaan rungon 4 onteloon 41, joka on varattu kytkinmekanismille 1, siten, että varren 31 toinen pää 312 lepää sähkökytkimen ensimmäisen kytkentänavan 51 urassa 511. Varren 31 toinen pää 312 , joka on vapaa, sovitetaan keinuvivun 3 rinnakkaisten ulokkeiden 21, 22 väliin, erityisesti välitilaan 24, siten, että ulokkeiden kärjet 21a, 22a osuvat 15 liitososan 9 pidikkeisiin 91, 92, kuten kouruihin. Keinuvipua 2 ulokkeineen 21, 22 painetaan kohti ontelon 41 pohjaa ja ensimmäistä kytkentänapaa 51, jolloin liitososan 9 avulla kierrejousi 8 painuu jonkin verran kokoon ja samalla varsi 31 kääntyy joko ensimmäisen tai toiseen vaihtoasentoon A, B. Nyt keinuvipu 2 lukitaan runkoon 4 sopivan akselitapin 24 avulla, joka akselitappi on järjestetty kulke-20 maan keinuvivun 2 kiertoakselilla D - D. Kytkinmekanismi 1 on periaatteessa käyttökunnossa.

Oletetaan, että kytkinmekanismin kytkentäelin 3 ja vastaavasti keinuvipu 2 ovat vaihtoasennossa A (vrt. kuvio 1). Tällöin keinuvipua 2 on asemassa, jossa sitä ensimmäisestä puolesta 20a painamalla on käännetty pieni kulma a akselitapin 24 25 ja kiertoakselin D - D kautta kulkevan pystytason C - C suhteen, josta on seurannut, että varren 31 toinen eli vapaa pää 312 ja ensimmäinen kytkinnasta 32 lepää vasten toista kytkentänapaa 52. Kun kytkentäelin 3 ja vastaavasti keinuvipu 2 halutaan kääntää vaihtoasentoon B, keinuvivun 2 toista puolta 20b painetaan labiilin keskiaseman yli, jolloin se yhdessä kytkinelimen 3 kanssa kääntyy vastakkaiseen 30 suuntaan pienen kulman a pystytasoon C - C nähden ja samalla myös liitososan 9 ja jousen 8 avulla kytkentäelimen 3 varsi 31 ja sen toisessa päässä 312 oleva toinen kytkinnasta 33 kääntyvät pystytasossa ja kohtisuorasi! kiertoakselia vastaan olevassa tasossa toiselle sivulle eli toiseen vaihtoasentoon B, jossa varren 31 toinen eli vapaa pää 312 ja toinen kytkinnasta 33 lepää vasten kolmatta kytken-35 tänapaa 53 (vrt. kuvio 2). Vastaavasti, keinuvivun 2 ensimmäistä puolta 20a pai- 7 namalla labiilin keskiaseman yli, kytkentäelin 3 saadaan kääntymään takaisin ensimmäiseen vaihtoasentoon A.

Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyä sovellusesimerkkiä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrit-5 telemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (7)

8 Patentti vaati m ukset

1. Sähkökytkimen kytkinmekanismi (1), joka käsittää keinuvivun (2) ja kytkentä-elimen (3), joka on liikutettavissa kahden vaihtoasennon ensimmäisen (A) ja toisen (B) vaihtoasennon, välillä keinuvivun avulla, jolloin sähkövirta on järjestettä- 5 vissä kulkemaan kytkentäelimen läpi yhdestä kytkentänavasta (5; 51, 52, 53) toiseen ainakin yhdessä vaihtoasennoista, jonka keinuvivun (2) ja kytkentäelimen (3) yhteydessä on jousi (8), erityisesti kierrejousi, joka on järjestetty keinuvivun ja kytkentäelimen välille siten, että jousi painaa kytkentäelimen joko ensimmäiseen (A) tai toiseen (B) vaihtoasentoon, kun keinuvipua käännetään keskiaseman ja kierto-10 akselin (D - D) suhteen ensimmäiselle tai vastaavasti toiselle puolelle, joten kyt-kentäelin (3) käsittää varren (31), jonka ensimmäinen pää (311) on järjestetty kääntyvästi ensimmäisen kytkentänavan (51) yhteyteen ja toinen pää (312) on vapaa ja suunnattu kohti keinuvipua (2) ja varustettu ainakin yhdellä kytkinnastalla (32, 33), tunnettu siitä, että kytkentäelimen päiden (311; 312) välille varren (31) 15 ympärille on järjestetty kierrejousi (8) ja varren ja kierrejousen yhteyteen on lisäksi järjestetty pitimillä (91, 92) varustettu liitososa (9) siten, että se pääsee liikkumaan vartta pitkin ja samalla kierrejousi pääsee puristumaan ainakin osittain kokoon ja vastaavasti laajenemaan varressa, ja että keinuvipu (2) käsittää kaksi rinnakkaista uloketta (21, 22), joiden päät on sovitettu liitososan (9) pitimiin (91, 92), jolloin kyt-20 kentäelimen varsi (31) on järjestetty liikkumaan rinnakkaisten ulokkeiden välitilassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkökytkimen kytkinmekanismi, tunnettu siitä, että ensimmäisen kytkentänavan (51) yhteydessä on ura (511), johon varren ensimmäinen pää (311) on sovitettu.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sähkökytkimen kytkinmekanismi, tun nettu siitä, että varsi (31) on pitkänomainen, suora tanko, joka on lisäksi edullisimmin litteä.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen sähkökytkimen kytkinmekanismi, tunnettu siitä, että varressa (31), edullisesti sen ensimmäisessä päässä (311) on 30 tuki (34), kuten varren levennys, jota vasten kierrejousen (8) toinen pää on järjestetty lepäämään, kun taas liitososa (9) on kierrejousen ensimmäisessä päässä.

5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen sähkökytkimen kytkinmekanismi, tunnettu siitä, että liitososa (9) olennaisesti U-kirjaimen muotoinen osa, 9 jonka vapaat päät ja samalla U-kirjaimen kärjet on varustettu pitimillä (91, 92) kei-nuvivun (2) ulokkeita (21, 22) varten.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sähkökytkimen kytkinmekanismi, tunnettu siitä, että pitimet (91, 92) ovat kouruja.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen sähkökytkimen kytkinmekanismi, tun nettu siitä, että liitososa (9) on toteutettu metalliliuskasta. 10