GR1010672B

GR1010672B - Διακοπτης με ενσωματωμενη λειτουργια εκτακτης αναγκης

Info

Publication number: GR1010672B
Application number: GR20230100178A
Authority: GR
Inventors: Κωνσταντινος Κωνιος
Original assignee: Κωνσταντινος Κωνιος
Priority date: 2023-03-02
Filing date: 2023-03-02
Publication date: 2024-04-22

Abstract

Διακόπτης με ενσωματωμένη λειτουργία αφοπλισμού σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Ο διακόπτης, φέρει όλα τα χαρακτηριστικά ενός απλού διακόπτη για τον χειρισμό οποιουδήποτε μηχανήματος. Επιπλέον φέρει θέση απασφάλισης / αδρανοποίησης του μηχανήματος, αναγνωρίζοντας μία έκτακτη κατάσταση, όπως πανικό ή απώλεια ισορροπίας, που μπορεί να έρθει ο χειριστής του. Για να έρθει σε θέση απασφάλισης, πρέπει να ασκηθεί επιπλέον δύναμη στον διακόπτη, μεγαλύτερη από τη συνήθως ασκούμενη δύναμη που απαιτείται για τον χειρισμό του μηχανήματος. Ο διακόπτης αναγνωρίζει την κατάσταση έκτακτης ανάγκης και θέτει το μηχάνημα σε κατάσταση αδράνειας. Η θέση απασφάλισης, δεν τερματίζει τη λειτουργία του μηχανήματος, αλλά το θέτει σε κατάσταση αναμονής. Για να επανέλθει ο διακόπτης σε κατάσταση κανονικής λειτουργίας, το μόνο που απαιτείται από τον χειριστή είναι να αφήσει πλήρως τον διακόπτη, για να επανέλθει σε κατάσταση αναμονής. Ο διακόπτης μπορεί να ενσωματωθεί είτε σε μηχανικής ενεργοποίησης μηχανήματα είτε σε ηλεκτρικό κύκλωμα.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

Διακόπτης με ενσωματωμένη λειτουργία έκτακτης ανάγκης Τεχνικό πεδίο που αναφέρεται η εφεύρεση

Η εφεύρεση αναφέρεται σε έναν διακόπτη που εκτός της ρύθμισης της ταχύτητας του μηχανήματος ή της θέσης του μηχανήματος σε αναμονή, όπως το σύνολο σχεδόν των διακοπτών, μπορεί να αφοπλίσει και να θέσει σε αναμονή το μηχάνημα στο οποίο έχει ενσωματωθεί. Ο διακόπτης μπορεί να τοποθετηθεί σε πλήθος μηχανημάτων, όπως τα αλυσοπρίονα, τα δράπανα, ανυψωτικά μηχανήματα και άλλα. Επίσης, μπορεί να ενσωματωθεί τόσο σε μηχανικά μεταδιδόμενη κίνηση, όσο και σε ηλεκτρικό διακόπτη.

Στάθμη προηγούμενης τεχνικής

Όλα τα μηχανήματα που φέρουν διακόπτη για να λειτουργήσουν, έχουν διακόπτη που έχει δύο διακριτές θέσεις κατάστασης. Η μία θέση είναι η θέση αναμονής (0), ενώ η άλλη θέση είναι η θέση λειτουργίας (1). Η θέση κατάστασης λειτουργίας, είτε έχει συνήθως ένα εύρος κίνησης που αντιστοιχεί σε αναλογική ρύθμιση της ταχύτητας, βάσει της θέσης του διακόπτη, όπως για παράδειγμα στα αλυσοπρίονα. Υπάρχουν όμως και περιπτώσεις με προκαθορισμένες θέσεις ισχύος, για παράδειγμα στο 50% ή στο 100% της ισχύος. Για να σταματήσει τη λειτουργία το μηχάνημα με αυτούς τους διακόπτες, ο διακόπτης πρέπει να επανέλθει στη θέση (0). Η επαναφορά του διακόπτη στη θέση (0), γίνεται μόνον εφόσον ο χειριστής σταματήσει να ασκεί κάποια δύναμη στον διακόπτη. Σε περίπτωση όπου ο χειριστής βρεθεί σε έκτακτη κατάσταση, όπως για παράδειγμα κατά την απώλεια της ισορροπίας του ενώ χειρίζεται το μηχάνημα, ενστικτωδώς σφίγγει τη λαβή του μηχανήματος όπου συνήθως βρίσκεται ο διακόπτης, και κατά συνέπεια σφίγγει και τον διακόπτη, με αποτέλεσμα το μηχάνημα όχι μόνο να μην σταματάει, αλλά επιπλέον να τίθεται ακούσια σε κατάσταση μέγιστης ισχύος. Η κατάσταση μέγιστης ισχύος, είναι συνήθως και η κατάσταση μέγιστης επικινδυνότητας. Δηλαδή ο χρήστης ακούσια, ενώ βρίσκεται σε απώλεια ελέγχου του μηχανήματος, επιδεινώνει την κατάστασή του κάνοντας το μηχάνημα ακόμη πιο επικίνδυνο.

Πλεονεκτήματα της εφεύρεσης

Ο διακόπτης της παρούσας εφεύρεσης, μπορεί να «αναγνωρίσει» την κατάσταση πανικού του χρήστη, και έτσι το μηχάνημα που χειρίζεται τίθεται πολύ εύκολα εκτός λειτουργίας.

Ο τρόπος υλοποίησης της αδρανοποίησης του μηχανήματος, σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να ακολουθεί τις ενστικτώδεις κινήσεις του χειριστή. Ο χειριστής δεν απαιτείται να έχει εξειδικευμένες γνώσεις ή εκπαίδευση για τη μετάβαση του μηχανήματος σε κατάσταση αδρανείας, ειδικά σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Με την ενσωμάτωση αυτού του διακόπτη, γίνεται απλούστατη η ασφαλής λειτουργία του μηχανήματος.

Ο χρόνος μετάβασης από την κατάσταση κανονικής λειτουργίας του μηχανήματος που έχει ενσωματωθεί ο διακόπτης, μέχρι την κατάσταση αδρανείας του μηχανήματος, είναι ελάχιστος, καθώς ο μηχανισμός αναγνωρίζει αυτήν την κατάσταση, χωρίς ο χειριστής να χρειαστεί να κάνει μία εκούσια κίνηση για τη θέση του μηχανήματος σε αδράνεια. Οι εκούσιες κινήσεις για τη θέση του μηχανήματος σε κατάσταση αδράνειας, αφενός απαιτούν πολύ υψηλού επιπέδου εκπαίδευση και γνώση του χειρισμού κάθε μηχανήματος, αφετέρου απαιτούν επιπλέον χρόνο έως ότου ο χειριστής σκεφτεί, αντιδράσει και υλοποιήσει τη διαδικασία αδρανοποίησης του μηχανήματος.

Αποκάλυψη της εφεύρεσης

Έχει αποδειχθεί, ότι κατά τη χρήση μηχανημάτων που φέρουν κινδύνους, όπως για παράδειγμα τα αλυσοπρίονα, όταν ο χειριστής βρεθεί σε κατάσταση άλλου κινδύνου, όπως για παράδειγμα στην απώλεια ισορροπίας, σφίγγει ενστικτωδώς τη λαβή του μηχανήματος, και κατά συνέπεια και τον διακόπτη χειρισμού που βρίσκεται συνήθως στη λαβή του, με αποτέλεσμα αντί να θέτει το μηχάνημα σε αδράνεια ή σε παύση λειτουργίας, να το θέτει ακούσια σε κατάσταση μέγιστης ταχύτητας, κάνοντας την επικίνδυνη κατάσταση ακόμα πιο επικίνδυνη για τον ίδιον και για τα τυχόν του πλησίον άτομα.

Ο διακόπτης της παρούσας εφεύρεσης, έχει τρεις διακριτές θέσεις κατάστασης. Η μία είναι η θέση αδρανείας. Σε αυτήν τη θέση, το μηχάνημα είναι σε ετοιμότητα λειτουργίας. Η δεύτερη θέση κατάστασης, είναι η κατάσταση λειτουργίας. Η θέση αυτή, καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος της κίνησης του διακόπτη και ορίζει συνήθως την ταχύτητα λειτουργίας του μηχανήματος, είτε αναλογικά, είτε σε προκαθορισμένης ισχύος θέσεις (για παράδειγμα σε 25%, 50%, 75%, 100%). Η θέση του διακόπτη μεταβάλλεται με την άσκηση μικρής δύναμης από τον χειριστή, κατά βούληση του χειριστή. Η τρίτη θέση κατάστασης, είναι η θέση αδρανοποίησης ή αφοπλισμού του μηχανήματος. Η θέση αυτή, βρίσκεται στο τέλος της διαδρομής του διακόπτη. Με την ενεργοποίηση της κατάστασης αφοπλισμού, ο διακόπτης, και κατά συνέπεια και το μηχάνημα, επανέρχεται αυτόματα σε θέση αδρανείας. Για να τεθεί και πάλι το μηχάνημα σε κατάσταση λειτουργίας, ο χειριστής πρέπει να αφήσει πλήρως τον διακόπτη.

Κατά τη διάρκεια της κανονικής χρήσης, και προκειμένου να μην έρχεται ακούσια το μηχάνημα σε κατάσταση αδρανείας, κάτι που θα προκαλούσε ενόχληση στον χρήστη του μηχανήματος, ο διακόπτης φέρει ρυθμιζόμενη διάταξη για τη μετάβαση σε κατάσταση αδράνειας.

Περιγραφή λειτουργίας

Ο διακόπτης έχει 3 διακριτές θέσεις κατάστασης: τη θέση αδρανείας, τη θέση λειτουργίας και τη θέση αφοπλισμού. Οι θέσεις κατάστασης είναι σε σειρά. Για να μεταβεί ο διακόπτης στη θέση αφοπλισμού, η οποία βρίσκεται μετά την κανονική θέση λειτουργίας, χρειάζεται η άσκηση επιπλέον δύναμης, μεγαλύτερης από αυτήν που εφαρμόζεται στη συνήθη λειτουργία του μηχανήματος. Όταν ο διακόπτης πατηθεί πάνω από μία - ρυθμιζόμενης στάθμης - δύναμη, ενεργοποιείται η κατάσταση αφοπλισμού, όπου το μηχάνημα έρχεται σε κατάσταση αδράνειας. Για να λειτουργήσει εκ νέου το μηχάνημα, το μόνο που απαιτείται από τον χειριστή είναι να αφήσει πλήρως τον διακόπτη.

Αντί μεταλλικών ελατηρίων, κάθε ελατήριο μπορεί να είναι κατασκευασμένο από οποιοδήποτε συμπιεστό υλικό. Επίσης το υλικό κατασκευής του διακόπτη, μπορεί να είναι μέταλλο ή πλαστικό ή οποιοδήποτε επιθυμητό υλικό, χωρίς να αλλάζει ο τρόπος λειτουργίας του διακόπτη.

Το ελατήριο (1), είναι ρυθμιζόμενης δύναμης, είτε από τον τελικό χρήστη, είτε προκαθορισμένης σκληρότητας από τον κατασκευαστή του. Το έλασμα (2), είναι κατάλληλης γεωμετρίας, ώστε σε συνεργασία με τη διαμόρφωση συγκράτησης του εξωτερικού κελύφους, να υλοποιείται η απασφάλιση του διακόπτη.

Το εξωτερικό κέλυφος του διακόπτη (Β), έχει τη λειτουργία ενός κοινού διακόπτη. Φέρει όμως κατάλληλη διαμόρφωση (5), προκειμένου να υλοποιηθεί τόσο η κανονική λειτουργία, όσο και η λειτουργία απασφάλισης. Πιέζοντας εξωτερικά το συναρμολόγημα του διακόπτη του μηχανήματος, η δύναμη μεταφέρεται στο εσωτερικό κέλυφος (Α), και από εκεί μέσω των ελασμάτων (2), μετακινείται το εξωτερικό κέλυφος (Β) υλοποιώντας την κανονική λειτουργία. Η χρήση περισσότερων του ενός ελασμάτων (2) αποτελεί μία εναλλακτική υλοποίηση της παρούσας εφεύρεσης.

Η κατάσταση κανονικής λειτουργίας, απεικονίζεται στο σχέδιο (κατάσταση II και III στο σχέδιο), όπου και λειτουργεί όπως ένας κοινός διακόπτης. Εάν σταματήσει να ασκείται δύναμη, λόγω του ελατηρίου (4), ο διακόπτης επανέρχεται σε κατάσταση αδράνειας (κατάσταση I στο σχέδιο).

Σε περίπτωση που ασκηθεί επιπλέον δύναμη, το ελατήριο (1) αρχίζει να συμπιέζεται, με συνέπεια το εσωτερικό κέλυφος (Α) να πιέζει το έλασμα (2) προς τα μέσα, έως ότου χαθεί η επαφή του ελάσματος (2) με τη διαμόρφωση (5) του εξωτερικού κελύφους (Β). Μόλις χαθεί η επαφή του ελάσματος (2) με τη διαμόρφωση (5) (κατάσταση IV στο σχέδιο), λόγω του ελατηρίου (4), ο διακόπτης επανέρχεται στην αρχική του θέση (κατάσταση V στο σχέδιο), και έτσι το μηχάνημα έρχεται σε κατάσταση αδρανείας. Προκειμένου το εσωτερικό τμήμα, να κινήσει το εξωτερικό, και να φέρει δηλαδή εκ νέου το μηχάνημα σε κατάσταση λειτουργίας, θα πρέπει να μην ασκείται καθόλου δύναμη στον διακόπτη (εσωτερικό κέλυφος (A) ) , ώστε το ελατήριο (3), να επαναφέρει το έλασμα (2), πάνω από την διαμόρφωση (5) του εξωτερικού κελύφους (Β). Σε αυτήν τη θέση, το ελατήριο (1) αλλά και το εσωτερικό κέλυφος (Α) επανέρχονται στην αρχική τους θέση.

Περιγραφή σχεδίων

Ο διακόπτης αποτελείται ενδεικτικά από 3 ελατήρια (1, 3 και 4) καθώς και το έλασμα απασφάλισης (2) . Επίσης αποτελείται από 2 κελύφη, το ένα μέσα στο άλλο. Το εξωτερικό κέλυφος (Β) φέρει ειδική διαμόρφωση (5), προκειμένου να πιέζεται από το έλασμα απασφάλισης (2), όταν ασκείται κανονική δύναμη. Όταν ασκείται επιπλέον δύναμη, το εσωτερικό κέλυφος (Α) ωθεί προς τα μέσα το έλασμα απασφάλισης (2) με αποτέλεσμα το εξωτερικό κέλυφος (Β), που εμπλέκεται μηχανικά με το σύστημα μετάδοσης κίνησης του μηχανήματος, να απελευθερώνεται και να επανέρχεται στην κατάσταση αδρανείας.

Στο σχέδιο απεικονίζεται ο διακόπτης σε όλες τις καταστάσεις.

Στην εικόνα I, ο διακόπτης βρίσκεται σε κατάσταση αδράνειας

Στην εικόνα II, ο διακόπτης βρίσκεται σε ενδιάμεση λειτουργία

Στην εικόνα III, ο διακόπτης βρίσκεται στη μέγιστη δυνατή λειτουργία

Στην εικόνα IV, ο διακόπτης αφοπλίζεται

Στην εικόνα V, ο διακόπτης βρίσκεται σε κατάσταση αδρανείας, με τον διακόπτη αφοπλισμένο

Claims

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1) Μηχανικός διακόπτης με τρεις θέσεις κατάστασης: αδρανείας, λειτουργίας και αφοπλισμού, ο οποίος περιλαμβάνει:

εξωτερικό κέλυφος (Β)<.>

ελατήριο (1)<.>και

ελατήριο (4)<.>

χαρακτηριζόμενος από το ότι περιλαμβάνει επίσης:

(α) εσωτερικό κέλυφος (Α) τοποθετημένο εντός του εξωτερικού κελύφους (Β),

(β) ένα τουλάχιστον έλασμα (2), το οποίο είναι συνδεδεμένο σε πρώτο άκρο του με το εσωτερικό κέλυφος (Α)<.>και

(γ) ελατήριο (3) τοποθετημένο μεταξύ του εσωτερικού κελύφους (Α) και του εξωτερικού κελύφους (Β)<.>

όπου το ελατήριο (4) είναι συνδεδεμένο με εξωτερική επιφάνεια του εξωτερικού κελύφους (Β) ώστε το ελατήριο (4) να συμπιέζεται όταν ασκείται πρώτη δύναμη στο διακόπτη<.>

το ελατήριο (1) είναι συνδεδεμένο ανάμεσα σε εσωτερική επιφάνεια του εσωτερικού κελύφους (Α) και του ενός τουλάχιστον ελάσματος (2) ώστε το ελατήριο (1 ) να συμπιέζεται όταν ασκείται δεύτερη δύναμη στο διακόπτη, όπου η δεύτερη δύναμη είναι μεγαλύτερη από την πρώτη δύναμη<.>

το εξωτερικό κέλυφος (Β) περιλαμβάνει σε εσωτερική επιφάνειά του διαμόρφωση (5) σχεδιασμένη, ώστε (α) να πιέζεται σε επιφάνειά της πλησιέστερης του ελατηρίου (1) από δεύτερο άκρο του ενός τουλάχιστον ελάσματος (2) όταν ασκείται η πρώτη δύναμη στο διακόπτη, (β) να επιτρέπει στο ένα τουλάχιστον έλασμα (2) να ολισθήσει προς το ελατήριο (4) και να χάσει την επαφή του με τη διαμόρφωση (5), μόνο όταν το εσωτερικό κέλυφος (Α) πιέσει το ένα τουλάχιστον έλασμα (2) μέχρις ότου το ένα τουλάχιστον έλασμα (2) αποκτήσει στο δεύτερο άκρο του μέγιστο άνοιγμα μικρότερο ελάχιστου ανοίγματος της διαμόρφωσης (5), και (γ) να επιτρέπει στο ένα τουλάχιστον έλασμα (2) να ολισθήσει απομακρυνόμενο από το ελατήριο (4), υπό δύναμη ασκούμενη σε αυτό από το ελατήριο (3) δίχως το ένα τουλάχιστον έλασμα (2) να έρθει σε επαφή με τη διαμόρφωση (5), όταν η ασκούμενη δύναμη από το ελατήριο (3) είναι μεγαλύτερη από την πρώτη και τη δεύτερη δύναμη, μέχρις ότου το ένα τουλάχιστον έλασμα (2) να πιέσει ξανά την πλησιέστερη του ελατηρίου (1), επιφάνεια της διαμόρφωσης (5), και

το ελατήριο (1) είναι σχεδιασμένο και τοποθετημένο εντός του εσωτερικού κελύφους (Α) κατά τρόπο ώστε να επιτρέπει στο εσωτερικό κέλυφος (Α) να συμπιέσει το ένα τουλάχιστον έλασμα (2) μέχρις ότου το ένα τουλάχιστον έλασμα (2) αποκτήσει στο δεύτερο άκρο του μέγιστο άνοιγμα μικρότερο ελάχιστου ανοίγματος της διαμόρφωσης (5) όταν ασκείται η δεύτερη δύναμη στο διακόπτη.

2) Μηχανικός διακόπτης σύμφωνα με την αξίωση 1, όπου το ένα τουλάχιστον έλασμα (2), το ελατήριο (1), το ελατήριο (4) και το ελατήριο (3) είναι είτε μεταλλικά είτε κατασκευασμένα από οποιοδήποτε συμπιεστό υλικό.

3) Μέθοδος ελέγχου λειτουργίας μηχανήματος μέσω μηχανικού διακόπτη σύμφωνα με την αξίωση 1 ή 2 , η οποία περιλαμβάνει τα ακόλουθα βήματα:

ο χειριστής του μηχανήματος ασκεί πρώτη δύναμη στο διακόπτη θέτοντας το διακόπτη από θέση αδρανείας σε θέση λειτουργίας, ώστε ο διακόπτης να θέσει σε λειτουργία το μηχάνημα, έτσι ώστε το δεύτερο άκρο του ενός τουλάχιστον ελάσματος (2) να πιέζει την πλησιέστερη του ελατηρίου (1) επιφάνεια της διαμόρφωσης (5)<.>

ο χειριστής του μηχανήματος ασκεί στο διακόπτη δεύτερη δύναμη μεγαλύτερη της πρώτης δύναμης θέτοντας το διακόπτη από θέση λειτουργίας σε θέση αφοπλισμού, έτσι ώστε το εσωτερικό κέλυφος (Α) να πιέσει το ένα τουλάχιστον έλασμα (2) μέχρις ότου το ένα τουλάχιστον έλασμα (2) αποκτήσει στο δεύτερο άκρο του μέγιστο άνοιγμα μικρότερο ελάχιστου ανοίγματος της διαμόρφωσης (5), να ολισθήσει προς το ελατήριο (4) και να χάσει την επαφή του με τη διαμόρφωση (5) με αποτέλεσμα να διακοπεί η λειτουργία του μηχανήματος<.>

ο χειριστής του μηχανήματος ελαττώνει ή παύει να ασκεί δύναμη στο διακόπτη θέτοντας το διακόπτη από θέση αφοπλισμού σε θέση αδρανείας δίχως ενδιάμεση μετάβαση σε θέση λειτουργίας, ώστε το ελατήριο (4) να επιτρέψει στο εσωτερικό κέλυφος (Α) να ολισθήσει απομακρυνόμενο από το ελατήριο (4) υπό δύναμη ασκούμενη σε αυτό από το ελατήριο (3) δίχως το ένα τουλάχιστον έλασμα (2) να έρθει σε επαφή με τη διαμόρφωση (5), όταν η ασκούμενη δύναμη από το ελατήριο (3) είναι μεγαλύτερη από την ασκούμενη δύναμη από τον χειριστή του μηχανήματος στο διακόπτη, μέχρις ότου το εσωτερικό κέλυφος (Α) επιτρέψει στο ένα τουλάχιστον έλασμα (2) να αποκτήσει ξανά στο δεύτερο άκρο του μέγιστο άνοιγμα ίσο ελάχιστου ανοίγματος της διαμόρφωσης (5) και να πιέσει ξανά την πλησιέστερη του ελατηρίου (1) επιφάνεια της διαμόρφωσης (5).

4) Μέθοδος ελέγχου λειτουργίας μηχανήματος σύμφωνα με την αξίωση 3, όπου η θέση αφοπλισμού δεν τερματίζει τη λειτουργία του μηχανήματος, αλλά το θέτει σε κατάσταση αναμονής.

5) Σύστημα ελέγχου λειτουργίας μηχανήματος σύμφωνα με τη μέθοδο της αξίωσης 3 ή 4, το οποίο περιλαμβάνει μηχανικό διακόπτη σύμφωνα με την αξίωση 1 ή 2, ενσωματωμένο σε διάταξη με μηχανική λειτουργία, ή σε διάταξη ηλεκτρικού κυκλώματος σχεδιασμένες για αυτόματη λειτουργία αδρανοποίησης κατά μη αναμενόμενου και μη ελεγχόμενου χειρισμού.