BR112013016124B1 - Armazenador de energia com um eixo de acionamento que pode ser continuamente tensionado - Google Patents

Abstract

armazenador de energia com um eixo de acionamento que pode ser continuamente tensionado a invenção diz respeito a um armazenador de energia com um eixo de acionamento que pode ser continuamente tensionado e um eixo do pinhão que pode ser solto abruptamente, entre os quais é disposta uma mola de prendedor. além disso, um anel de engrenamento circundante, fixo e com travas é provido, através do qual o eixo do pinhão, por meio de um linguete de travamento, o qual se engrena a uma das travas, dependendo da posição de comutação, é travado. além disso, é disposta junto ao eixo de acionamento e ligada fixamente a este uma roda dentada com um batente de limite mecânico e é disposto junto ao eixo do pinhão e ligado fixamente a este um suporte de armazenador de energia com um outro batente de limite mecânico, o qual possui um linguete basculante que pode ser inserido numa das travas do anel de engrenamento dependendo da posição de comutação. a mola de prendedor é disposta concentricamente em torno do eixo do pinhão e se suporta com suas ambas as extremidades livres de batente de limite mecânico tanto no batente de limite mecânico da roda dentada como também no batente de limite mecânico do suporte de armazenador de energia, respectivamente.

Description

A invenção diz respeito a um armazenador de energia, especialmente a um armazenador de energia para comutadores de derivação em transformadores abaixadores.

Comutadores de derivação ser para comutação ininterrupta entre derivações de bobinagem de um transformador abaixador. A fim de que essa comutação possa ser realizada o mais rápido possível, de modo a evitar a formação de arcos de energia, os armazenadores de energia têm sido usados há bastante tempo. Eles se constituem normalmente de um trilho de tensionamento que é continuamente puxado por um eixo de acionamento, em que uma ou mais molas são tensionadas, assim como por uma peça do pinhão, a qual é solta após tensionamento completo e executa um movimento abrupto, no qual as molas de armazenamento de energia previamente tensionadas são novamente soltas. O movimento abrupto da peça do pinhão é utilizado para a rápida comutação de carga.

A DE-OS 19 56 369 mostra tal armazenador de energia conhecido. A desvantagem nesse caso é a inversão necessária do movimento de rotação do eixo de acionamento num movimento longitudinal do trilho de tensionamento e do movimento longitudinal da peça do pinhão novamente para trás num movimento de rotação do eixo do pinhão.

Um armazenador de energia adicional é conhecido a partir da DE-OS 22 50 260, o qual não possui essa desvantagem e provê uma manivela de tensionamento, assim como uma manivela de salto. No caso desse armazenador de energia, uma engrenagem de Genebra está presente, a qual transfere um movimento de rotação do eixo de acionamento para uma manivela de tensionamento, a qual, nesse caso, arrasta uma alavanca de tensionamento. A alavanca de tensionamento é fixada por meio de uma corrediça de bloqueio, a qual é detida num colar de bloqueio, de modo que ela não pode seguir o movimento; em vez disso, molas de compressão providas como molas de armazenamento de energia são tensionadas. Na última fase do movimento de tensionamento da manivela de tensionamento, esta percorre com sua extremidade de manivela contra uma alavanca de soltura, a qual, por sua vez, articula a corrediça de bloqueio para fora do estado travado, de modo que a manivela de salto é movida abruptamente, em cujo caso as molas de compressão relaxam novamente. Após a conclusão desse movimento abrupto, quando a alavanca de soltura já se distanciou novamente da manivela de tensionamento, a corrediça de bloqueio descrita se prende novamente no colar de bloqueio. A comutação é então concluída e o armazenador de energia está pronto para novo tensionamento, antes do início da próxima comutação. Esse armazenador de energia conhecido, por conseguinte, usa, como uma construção exemplar, uma corrediça de bloqueio numa peça de acionamento, a qual coopera com um colar de bloqueio disposto fixamente. A desvantagem no caso desse conhecido armazenador de energia é, primeiramente, a necessidade de uma engrenagem de Genebra. Além disso, o conhecido armazenador de energia possui, em especial, uma complicada construção mecânica, indo além da já citada engrenagem de Genebra, e também em função da alavanca de tensão com dois braços mancalizada coaxialmente e de ambas as molas opostas entre si.

A tarefa da invenção é, portanto, indicar um armazenador de energia conforme o estado da técnica citado anteriormente, o qual é de fácil construção e assegura, com um mínimo de componentes individuais, a eficiente conversão de um movimento de rotação contínuo do eixo de acionamento num rápido movimento de rotação de um eixo do pinhão após sua soltura em torno de um ângulo de rotação definido.

Essa tarefa é resolvida por meio de um armazenador de energia com a característica da primeira reivindicação. As reivindicações dependentes dizem respeito especialmente às modalidades vantajosas da invenção.

A invenção parte do princípio inventivo geral de prover uma mola de prendedor como mola de armazenador de energia e dispô-la concentricamente em torno do eixo de acionamento e do eixo do pinhão. Tal mola de prendedor é tensionada diferentemente de uma mola de pressão ou de tensão, não por meio do movimento em sua direção longitudinal, mas sim pela distorção radial. No caso da invenção, essa mola de prendedor é tensionada de forma simples e sem uma engrenagem de Genebra adicional por meio de uma roda dentada. Ao mesmo tempo, após tensionamento da mola de prendedor e com auxílio dessa roda dentada, o engate de um anel de engrenamento conhecido por si só é solto de uma peça de acionamento. A roda dentada citada serve, assim, tanto para tensionamento como também para soltura do armazenador de energia.

O armazenador de energia de acordo com a invenção possibilita um acionamento direto do eixo de acionamento, por exemplo, por meio de um motor de engrenagem ou escalonado, por meio do qual uma engrenagem de Genebra separada se torna desnecessária. O armazenador de energia de acordo com a invenção possibilita, além disso, um tensionamento e soltura em ambas as direções de rotação, isso de forma simples.

A invenção deve ser explicada mais detalhadamente com base nas figuras exemplares a seguir. A única figura mostra um armazenador de acordo com a invenção numa representação perspectiva esquemática, na qual, por motivos de clareza, são deixados de fora os componentes construtivos de um comutador de derivação necessários para explicação da função, os quais são componentes construtivos do armazenador de energia.

A figura mostra um eixo de acionamento 1, o qual pode ser ligado a um eixo de acionamento de motor não mostrado, por exemplo, ligado positivamente por meio de uma ranhura 2 mostrada. A unidade de acionamento real do armazenador de energia de acordo com a invenção consiste de uma roda dentada 3 ligada fixamente a um eixo de acionamento 1. A roda dentada 3 possui um batente de limite mecânico 4 com suportes laterais, dos quais só se pode ver apenas um na figura, para admissão de uma mola de armazenador de energia, o que ainda será explicado de forma exemplar mais adiante.

A unidade real do pinhão do armazenador de energia de acordo com a invenção consiste de um suporte de armazenador de energia 5, o qual é ligado fixamente a um eixo do pinhão 6. O eixo de acionamento 1 da unidade de acionamento, assim como o eixo do pinhão 6 da unidade do pinhão, são mancalizados coaxialmente e podem ser rodados independentemente entre si.

Além disso, é provido um anel de engrenamento 7 fixo, o qual, por meio de parafusos 8, é parafusado a uma cabeça de comutador de derivação não representada ou a um componente construtivo do comutador de derivação. O anel de engrenamento 7 possui travas 9, 10, 11, cuja distância angular entre si corresponde à divisão do comutador de derivação, ou seja, ao número de posições possíveis de comutação n, n+1, n+2... Por motivos de clareza, nem todas as travas são mostradas na figura com números de referência.

Sobre o suporte de armazenador de energia 5, o qual é parte da unidade do pinhão, é provido um bloco de descanso 12, o qual possui um rolamento 13, no qual um linguete 14 pode ser encaixado de forma móvel. A extremidade livre e anterior do linguete 14 se integra às travas 9...11 do anel de engrenamento 7. Em seu outro lado o linguete 14 é pressionado por uma mola de linguete 15, a qual é apenas indicada na figura, em posição de repouso para baixo, ou seja, numa das respectivas travas 9...11. De acordo com a invenção, como mola de armazenador de energia real é provida uma mola de prendedor 16, a qual se suporta com suas ambas extremidades livres de batente de limite mecânico tanto num lado de um batente de limite mecânico 5a apenas indicado do suporte de armazenador de energia 5, assim como adicionalmente do batente de limite mecânico 4 da roda dentada 3, em que na figura apenas a uma extremidade de batente de limite mecânico 17 é mostrada. A mola de prendedor 16 representa, portanto, a acoplagem mecânica entre roda dentada 3 e suporte de armazenador de energia 5. Ela é fixada em suas extremidades livres, independentemente, tanto por meio de um batente de limite mecânico 4 da roda dentada 3 (parte da unidade de acionamento), como também por meio de um batente de limite mecânico 5a do suporte de armazenador de energia 5 (parte da unidade do pinhão). Em estado estacionário, ambos os pontos de contato 4 e 5a ficam verticalmente um sobre outro. Finalmente, a roda dentada 3 possui, em seu lado afastado do batente de limite mecânico 4, dois suportes de contato 18 ou 19, os quais são dispostos simetricamente e se integram à extremidade do linguete 14 afastada do anel de engrenamento 7.

O princípio de operação do armazenador de energia de acordo com a invenção é o seguinte: No início de uma comutação, o armazenador de energia é estirado, ou seja, tensionado. Isso acontece pelo fato de que o eixo de acionamento 1 e, por isso, a roda dentada 3 ligada a ele, são rodados. Nesse sentido, a mola de prendedor 16 é tensionada devido ao fato de que seu respectivo batente de limite mecânico 17 é arrastado pelo batente de limite mecânico 4 da roda dentada 3 e, assim, é solta da fixação no suporte de armazenador de energia 5, enquanto seu outro batente de limite mecânico permanece fixo por meio do batente de limite mecânico do suporte de armazenador de energia no outro lado e não pode seguir o movimento. Um pouco antes do tensionamento completo, um dos suportes de contato 18 ou 19 da roda dentada 3 se movimenta, dependendo da direção de rotação, até o linguete 14. Por meio do contorno oblíquo visto horizontalmente dos suportes de contato 18, 19, estes pressionam o linguete 14 contra a força da mola de linguete 15 a partir das respectivas travas 9...11; o travamento até então consistindo disso do suporte de armazenador de energia 5 é suspenso. O suporte de armazenador de energia 5, o qual é ligado ao eixo do pinhão 6, gira, com isso, por ressalto em torno de um ângulo conhecido. Nesse sentido, a mola de prendedor 16 é distensionada. Como consequência, os suportes de contato 18 ou 19 saem do engrenamento com o linguete 14; este prende, auxiliado pela mola de linguete 15, na próxima trava, a qual se encontra à esquerda ou à direita da então trava anterior, dependendo da direção de rotação. Com isso a comutação é concluída.

A partir da figura torna-se clara a construção mecânica simples do armazenador de energia de acordo com a invenção. Ele possui apenas poucos 5 componentes construtivos com função importante. A roda dentada 3, o suporte de armazenador de energia 5, o qual opera o eixo do pinhão 6 com o linguete 14, o anel de engrenamento estacionário 7 e a mola de prendedor 16, a qual é suportada entre a roda dentada 3 e o suporte de armazenador de energia 5 e pode ser tensionada e distensionada pelo movimento dos mesmos em relação um 10 ao outro.

Claims (2)

1. Armazenador de energia com um eixo de acionamento que pode ser continuamente tensionado, em que entre o eixo de acionamento e um eixo do pinhão é disposta uma mola de armazenador de energia, em que ela pode ser solta até o eixo do pinhão travado após tensionamento do eixo de acionamento, ou seja, após tensionamento da mola de armazenador de energia, em que um anel de engrenamento não rotativo, circundante, fixo e com travas é provido e em que em estado travado do eixo do pinhão um linguete de travamento que permanece em conexão mecânica com o eixo do pinhão engrena numa das travas dependendo da posição de comutação, caracterizado pelo fato de que uma roda dentada (3) fixamente ligada ao eixo de acionamento (1) é disposta junto a este, que a roda dentada (3) possui um batente de limite mecânico (4), que um suporte de armazenador de energia (5) fixamente ligado ao eixo do pinhão (6) é disposto junto a este, o qual possui um linguete basculante (14) que pode ser inserido numa das travas (9...11) do anel de engrenamento (7), de tal modo que ele bloqueia o suporte de armazenador de energia (5), que o suporte de armazenador de energia (5) possui um outro batente de limite mecânico (5a), que a mola de armazenador de energia é uma mola de prendedor (16), a qual é disposta concentricamente em torno do eixo de acionamento (1) e em torno do eixo do pinhão (6) e que se suporta com suas ambas extremidades livres de batente de limite mecânico (17) tanto no batente de limite mecânico (4) da roda dentada (3) como também no batente de limite mecânico (5a) do suporte de armazenador de energia (5), respectivamente, e que a roda dentada (3) possui meios mecânicos por meio dos quais, quando da rotação do eixo de acionamento (1) relativa ao eixo do pinhão (6) travado, o linguete (14) pode ser flexionado a partir das respectivas travas (9...11) contra a força de uma mola de linguete (15).

2. Armazenador de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios mecânicos junto à roda dentada (3) consistem de suportes de contato (18, 19), os quais, por meio da colisão com o linguete (14), flexionam este último.

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