PL188421B1 - Układ wskazywania pozycji przełącznika stopniowego - Google Patents

Abstract

1. Uklad wskazywania pozycji przelacznika stopniowego, przelacznika zaczepów albo cewki wariometrycznej, dla napedu silnikow ego, ma- jacy nieruchome styki sygnalizacyjne rozm iesz- czone na okregu i odpowiadajace róznym usta- wieniom roboczym przelacznika stopniowego, przelacznika zaczepów albo cew ki wariome- trycznej, oraz majacy ruchoma dzw ignie styków sygnalizacyjnych osadzona obrotowo w srodku tego okregu, przy czym poszczególne nierucho- me styki sygnalizacyjne sa przelaczane za po- m oca dzwigni styków sygnalizacyjnych i laczo- ne elektrycznie z odprowadzeniem za pomoca, co najmniej jednego posredniczacego przelacz- nika m igowego, znam ienny tym , ze dzwignia styków sygnalizacyjnych ma postac tarczy krzywkowej (2) o krzywkowym obrzezu (22), zas na zewnatrz okregu styków sygnalizacyj- nych (11) znajduje sie, co najmniej jeden prze- lacznik m igowy (3) wlaczany przez krzywkowe obrzeze (22) tarczy krzywkowej (2) podczas jej obrotu. F i g . 7 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ wskazywania pozycji przełącznika stopniowego. Układ ma zastosowanie do napędów silnikowych przełączników stopniowych, przełączników zaczepów uzwojeń transformatora albo cewki wariometrycznej.

Z opisu patentowego DE 21 08 013 jest znany układ wskazywania pozycji przełączników stopniowych, składający się z układu wielu styków sygnalizacyjnych leżących na okręgu,

188 421 przy czym do każdego styku sygnalizacyjnego jest przyporządkowane, co najmniej jedno, położenie robocze przełącznika stopniowego lub jemu podobnych. Styki sygnalizacyjne są łączone, za pośrednictwem obrotowej centralnej dźwigni styków sygnalizacyjnych, z przełącznikiem stopniowym, a właściwie z jego napędem silnikowym. Przy każdej zmianie położenia roboczego przełącznika stopniowego, czyli przy przełączeniu z jednego zaczepu uzwojenia na inne, dźwignia styków sygnalizacyjnych obraca się tylko o jeden kąt obrotu, odpowiadający odstępowi między dwoma sąsiednimi stykami sygnalizacyjnymi. Przy ciągłym ruchu dźwigni proces przełączania odbywa się bardzo powoli i może trwać kilka sekund. Taki układ wskazywania pozycji nie jest odpowiedni gdy styki sygnalizacyjne sterują obwodami prądowymi zasilanymi prądem stałym albo gdy przełączają prądy o większym natężeniu. W obwodzie prądowym układu wskazywania pozycji umieszczony jest tylko jeden przełącznik migowy albo przełącznik zatrzaskowy, włączany za pośrednictwem krzywki tarczowej, która jest sprzężona za pomocą przekładni z dźwignią styków sygnalizacyjnych.

Ten układ jest jednak zbyt kosztowny, ponieważ wykonuje się tu dwa różne ruchy obrotowe. Pierwszy - właściwy ruch dźwigni styków sygnalizacyjnych od jednego styku sygnalizacyjnego do sąsiedniego, a więc o kąt 360/n stopni, gdzie n jest liczbą możliwych pozycji. Drugi - ruch krzywki tarczowej, która na jedno przełączenie obraca się o kąt 360 stopni, a więc wykonuje pełen obrót.

W opisie patentowym DE-OS 18 12 609 jest ujawniony układ wskazywania pozycji przełącznika, w którym dla umożliwienia przełączania wyższych mocy poszczególne zestyki sygnalizacyjne są wykonane w postaci oddzielnych przełączników migowych. Takie rozwiązanie jest jednak kosztowne.

W układzie wskazywania pozycji przełącznika ujawnionym w opisie patentowym DE 29 47 343 poszczególne przełączniki migowe są umieszczone na samej dźwigni obrotowej styków sygnalizacyjnych. Włączenie przełącznika migowego następuje za pomocą koncentrycznego toru krzywkowego, który biegnie wokół styków sygnalizacyjnych rozmieszczonych okrężnie. W tym przypadku ruchomy styk sygnalizacyjny nie możne być zwykłym mostkiem, ponieważ musi on także włączać przełącznik migowy. Konieczne jest połączenie szeregowe: styk sygnalizacyjny - przełącznik migowy - styk sygnalizacyjny na ramieniu zestyku. Ponadto, elektryczne doprowadzenia i odprowadzenia do i od przełącznika migowego komplikują ten układ, ponieważ przełącznik migowy razem z dźwignią zestyku sygnalizacyjnego wykonują ruch obrotowy, nie stanowią elementu nieruchomego. Zatem układ nie nadaje się do wykonania w technice obwodów drukowanych. Układ ten jest skomplikowany, zarówno pod względem samej konstrukcji, jak też pod względem produkcji.

Układ wskazywania pozycji przełącznika stopniowego, przełącznika zaczepów albo cewki wariometrycznej, dla napędu silnikowego, mający nieruchome styki sygnalizacyjne rozmieszczone na okręgu i odpowiadające różnym ustawieniom roboczym przełącznika stopniowego, przełącznika zaczepów albo cewki wariometrycznej, oraz mający ruchomą dźwignię styków sygnalizacyjnych osadzoną obrotowo w środku tego okręgu, przy czym poszczególne nieruchome styki sygnalizacyjne są przełączane za pomocą dźwigni styków sygnalizacyjnych i łączone elektrycznie z odprowadzeniem za pomocą co najmniej jednego pośredniczącego przełącznika migowego, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że dźwignia styków sygnalizacyjnych ma postać tarczy krzywkowej o krzywkowym obrzeżu, zaś na zewnątrz okręgu styków sygnalizacyjnych znajduje się co najmniej jeden przełącznik migowy włączany przez krzywkowe obrzeże tarczy krzywkowej podczas jej obrotu.

Przełącznik migowy ma wałek uruchamiający odpowiadający krzywkowemu obrzeżu tarczy krzywkowej.

Styki sygnalizacyjne są umieszczone na płycie montażowej, na której także znajduje się ciągły odprowadzający pierścień stykowy usytuowany współosiowo do okręgu styków sygnalizacyjnych, przy czym, zależnie od położenia tarczy krzywkowej, co najmniej jeden styk sygnalizacyjny jest połączony elektrycznie z odprowadzającym pierścieniem stykowym.

Przełącznik migowy jest umieszczony na płycie montażowej.

188 421

Tarcza krzywkowa jest wykonana z płaskiego materiału izolacyjnego i posiada otwory, w których jest zamocowany co najmniej jeden przewodzący mostek stykowy, za pomocą którego styki sygnalizacyjne są łączone z odprowadzającym pierścieniem stykowym.

Każdy przewodzący mostek stykowy ma na jednym końcu występ w kształcie języczka, stykający się ze stykami sygnalizacyjnymi, a drugi wolny koniec przewodzącego mostka stykowego pozostaje w stałym kontakcie elektrycznym z odprowadzającym pierścieniem stykowym.

Korzystnie, płyta montażowa jest płytką obwodów drukowanych, a styki sygnalizacyjne i odprowadzający pierścień stykowy są wykonane w postaci stykowo-przelotowych obszarów przewodzących na powierzchni płytki.

Korzystnie, tarcza krzywkowa wraz z łożyskiem stanowią oddzielny podzespół.

Tarcza krzywkowa i płyta montażowa są usytuowane równolegle do siebie i połączone razem.

Korzystnie, wiele tarcz krzywkowych i płyt montażowych jest połączonych razem, kolejno jedne nad drugimi, i mają one wspólny napęd.

Konstrukcja układu sygnalizacji położenia przełącznika stopniowego, według wynalazku jest prosta i łatwa w montażu. Wykonanie dźwigni zestyków sygnalizacyjnych w postaci tarczy krzywkowej powoduje to, że wykonuje ona jednocześnie dwie różne funkcje, które w znanych rozwiązaniach były realizowane przez dwa oddzielne elementy. Po pierwsze, dźwignia przełącza zestyki sygnalizacyjne rozmieszczone wokół niej na okręgu i łączy te zestyki z odprowadzeniem, a po drugie włącza jednocześnie swoim krzywkowym obrzeżem jedyny, nieruchomy przełącznik migowy włączony w obwód prądowy. Innymi słowy do uruchamiania przełącznika stopniowego, nie jest potrzebna ani dodatkowa tarcza krzywkowa, ani nie musi być wykonywany dodatkowy ruch. Jest oczywiste, że zdecydowanie upraszcza to cały układ. Zmniejszone też są koszty wytwarzania.

Dzięki temu, że dźwignia zestyków sygnalizacyjnych jest wykonana w postaci tarczy krzywkowej jako oddzielny element, nie występuje konieczność wytwarzania dodatkowych tarcz krzywkowych, wymagających znacznej dokładności koncentrycznego montowania względem zestyków sygnalizacyjnych.

Dzięki możliwości zastosowania wielu układów, różnym położeniom, liczbie i wielkości poszczególnych mostków stykowych na tarczy krzywkowej, niewielkim kosztem można realizować bardzo różne schematy połączeń albo sekwencje połączeń, bez innych zmian w układzie.

Możliwe jest także zestawianie większej liczby układów według wynalazku w konstrukcję zespoloną i uruchamianie ich za pomocą wspólnego centralnego wału. Dzięki temu i dzięki opisanym już zmianom kolejnych stosowanych mostków stykowych, umieszczonych na poszczególnych tarczach krzywkowych można w prosty sposób realizować bardzo różne schematy połączeń zestyków sygnalizacyjnych przy małej liczbie podzespołów.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania, jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ wskazywania pozycji przełącznika stopniowego, w widoku z góry, fig. 2 - układ z fig. 1, w przekroju bocznym, zaś fig. 3 przedstawia drugi przykład wykonania układu wskazywania pozycji przełącznika stopniowego, w przekroju bocznym.

Układ wskazywania pozycji przełącznika stopniowego, przedstawiony na fig. 1 i 2 posiada płytę montażową 1, na której znajdują się styki sygnalizacyjne 11 izolowane od siebie i rozmieszczone wzdłuż okręgu. Ponadto na płycie montażowej 1 znajduje się odprowadzający pierścień stykowy 12 usytuowany współosiowo do okręgu styków. Styki sygnalizacyjne 11 i odprowadzający pierścień stykowy 12 mogą się składać z oddzielnych elementów albo torów stykowych, ale szczególnie korzystne jest wykonanie płyty montażowej 1 jako płyty drukowanej, a styków sygnalizacyjnych 11 i odprowadzającego pierścienia stykowego 12 w postaci przewodzących obszarów stykowych na górnej powierzchni tej płyty.

Poza obszarami stykowymi na płycie montażowej 1 jest zamocowany przełącznik migowy 3 z wałkiem uruchamiającym 31. Takim przełącznikiem może być mikroprzełącznik.

188 421

Elektryczne końcówki tego przełącznika migowego 3 oraz ścieżki stykowe łączące te końcówki z poszczególnymi stykami sygnalizacyjnymi 11 i z odprowadzającym pierścieniem stykowym 12, znajdujące się po tylnej stronie płyty montażowej 1, nie są pokazane na rysunku.

Układ wskazywania pozycji przełącznika stopniowego składa się ponadto z tarczy krzywkowej 2, która jest obrotowo osadzona na łożysku 21, w pewnym odstępie od płyty montażowej 1 i równolegle do niej. Łożysko 21 tarczy krzywkowej 2 jest osadzone w środku koncentrycznych ścieżek stykowych styków sygnalizacyjnych 11 i odprowadzającego pierścienia stykowego 12.

Czoło tarczy krzywkowej 2 ma obrzeże krzywkowe 22, odpowiadające wałkowi uruchamiającemu 31 przełącznika migowego 3.

Na tarczy krzywkowej 2, po stronie zwróconej do płyty montażowej 1, umieszczony jest przewodzący mostek stykowy 23, na którego jednym końcu znajduje się występ w kształcie języczka, przełączający zestyki sygnalizacyjne 11. Drugi wolny koniec mostka stykowego 23 jest stale połączony elektrycznie z odprowadzającym pierścieniem stykowym 12, tj. ślizga się po nim.

Mostek stykowy 23 jest zamocowany w tarczy krzywkowej 2 za pomocą specjalnych występów włożonych w otwory 24 znajdujące się na tarczy krzywkowej 2. Dzięki temu podczas obrotu tarczy krzywkowej 2 poszczególne zestyki sygnalizacyjne 11 kolejno łączą się z odprowadzającym pierścieniem stykowym 12. Jednocześnie, przesuwający się po krzywkowym obrzeżu 22 tarczy krzywkowej 2 wałek uruchamiający 31 przełącznika migowego 3 aktywuje dołączony obwód elektryczny. Tarcza krzywkowa 2 jest połączona centralnym wałem napędowym 4 z napędem silnikowym przełącznika stopniowego.

Działanie opisanego układu jest następujące.

Jeżeli przełącznik stopniowy ma być przełączony z jednej pozycji na sąsiednią, czyli z jednego zaczepu uzwojenia na sąsiedni, uruchamia się napęd silnikowy tego przełącznika stopniowego. Wał napędowy 4 i wraz z nim tarcza krzywkowa 2 zaczynają się obracać. Przewodzący mostek stykowy 23, który dotychczas tworzył połączenie elektryczne pomiędzy nieruchomym stykiem sygnalizacyjnym 11 odpowiadającym dotychczasowej pozycji przełącznika stopniowego a odprowadzającym pierścieniem stykowym 12, zaczyna opuszczać ten styk sygnalizacyjny 11 i odpowiednio do kierunku obrotu tarczy krzywkowej 2 przemieszcza się w stronę jednego z dwu sąsiednich styków sygnalizacyjnych 11.

Jednocześnie wałek uruchamiający 31 przełącznika migowego 3 tocząc się po krzywkowym obrzeżu 22 tarczy krzywkowej 2 uaktywnia przełącznik migowy 3, który rozłącza obwód prądowy zanim mostek stykowy 23 całkowicie opuści dotychczasowy zestyk sygnalizacyjny 11. Zatem obwód elektryczny zostaje rozwarty zanim nastąpi mechaniczne oddzielenie dotychczasowego zestyku sygnalizacyjnego, co uniemożliwia wystąpienie zjawiska łuku elektrycznego. Właściwe rozłączenie zestyku następuje po odłączeniu prądu. Przy dalszym obrocie tarczy krzywkowej 2 mostek stykowy 23 osiąga odpowiedni sąsiedni zestyk sygnalizacyjny 11 i tworzy połączenie elektryczne pomiędzy nim a odprowadzającym pierścieniem stykowym 12. Następnie wałek uruchamiający 31 wchodzi w zagłębienie krzywkowego obrzeża 22 i przełącznik migowy 3 ponownie zamyka obwód prądowy.

Aby zapewnić taki przebieg przełączania, konieczne jest odpowiednie dobranie szerokości poszczególnych zestyków sygnalizacyjnych 11 i odstępu między nimi, szerokości mostka stykowego 23 i kształtu obrzeża krzywkowego 22. Zależnie od tych wymiarów można zrealizować bardzo różne sekwencje przełączania tak, aby przełącznik migowy 3 zamykał obwód prądowy zanim przewodzący mostek stykowy 23 osiągnie nowy zestyk sygnalizacyjny 11.

Wał napędowy 4 razem z tarczą krzywkową 2, przy każdym przełączeniu pozycji przełącznika stopniowego, wykonują ruch obrotowy o kąt 360/n stopni, gdzie n jest liczbą możliwych przełączeń skokowych, czyli liczbą istniejących zestyków sygnalizacyjnych 11.

Na fig. 3 jest uwidoczniony drugi przykład wykonania wynalazku. W tym przypadku, z tarczą krzywkową 2, za pomocą elementu mocującego 25, jest połączone trwale łożysko 21 mające centralną tuleję łożyskową 27, której wewnętrzny kontur odpowiada zewnętrznemu konturowi wału napędowego 4.

188 421

W płycie montażowej 1 znajduje się otwór 13, którego średnica jest nieco większa niż średnica łożyska 21 tak, że włożone w ten otwór 13 łożysko 21 może obracać się swobodnie.

Mocowanie osiowe odbywa się z jednej strony za pomocą odsadzenia 28 tulei łożyskowej 27 mającego większą średnicę, a z drugiej strony za pomocą pierścienia mocującego 26, który po zmontowaniu mieści się w wycięciu 29 łożyska 21, po drugiej stronie płyty montażowej 1. Umożliwia to pewne zespolenie łożyska 21 i tarczy krzywkowej 2, przy nieograniczonej możliwości obrotu tej tarczy krzywkowej 2 w płycie montażowej 1.

Zaletą takiego rozwiązania jest to, że cały zespół tarczy krzywkowej 2 i łożyska 21 można zmontować uprzednio, a potem tylko włożyć ten zespół w otwór 13 płyty montażowej 1 i zamocować go po drugiej stronie pierścieniem mocującym 26. Kolejną zaletą jest to, że właściwy wał napędowy 4, który przenosi ruch obrotowy z napędu, można włożyć później do tulei łożyskowej 27. Można przy tym, w znany sposób, utworzyć połączenie kształtowe za pomocą odpowiednich zarysów przekrojów.

Możliwe jest również zastosowanie opisanych wyżej identycznych układów wskazywania pozycji przełącznika na wielu poziomach (jeden nad drugim), na przykład dla układów wielofazowych. Na fig. 3 pokazany jest taki układ o dwóch poziomach, przy czym nie wszystkie szczegóły zostały przedstawione na rysunku. Widać, że zastosowana jest druga płyta montażowa 5 i druga tarcza krzywkowa 6, które stanowią identyczny drugi układ wskazywania pozycji przełącznika. Ustalanie i mocowanie poszczególnych układów odbywa się za pomocą elementów dystansowych 7. Wał napędowy 4 przebiega przez cały układ, zatem ruch obu tarcz krzywkowych 2 i 6 jest synchroniczny.

Układy wskazania pozycji będące elementem napędu silnikowego przełączników stopniowych lub innych służą do elektrycznego ustalania i przekazywania danej pozycji przełącznika stopniowego, co z jednej strony jest punktem wyjścia dla właściwego optycznego wskazania pozycji, a z drugiej strony, jako wartość rzeczywista, stanowi podstawę dalszych funkcji sterujących albo regulacyjnych.

188 421

Fig. 2

Fig.3

188 421

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ wskazywania pozycji przełącznika stopniowego, przełącznika zaczepów albo cewki wariometrycznej, dla napędu silnikowego, mający nieruchome styki sygnalizacyjne rozmieszczone na okręgu i odpowiadające różnym ustawieniom roboczym przełącznika stopniowego, przełącznika zaczepów albo cewki wariometrycznej, oraz mający ruchomą dźwignię styków sygnalizacyjnych osadzoną obrotowo w środku tego okręgu, przy czym poszczególne nieruchome styki sygnalizacyjne są przełączane za pomocą dźwigni styków sygnalizacyjnych i łączone elektrycznie z odprowadzeniem za pomocą, co najmniej jednego pośredniczącego przełącznika migowego, znamienny tym, że dźwignia styków sygnalizacyjnych ma postać tarczy krzywkowej (2) o krzywkowym obrzeżu (22), zaś na zewnątrz okręgu styków sygnalizacyjnych (11) znajduje się, co najmniej jeden przełącznik migowy (3) włączany przez krzywkowe obrzeże (22) tarczy krzywkowej (2) podczas jej obrotu.
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden przełącznik migowy (3) ma wałek uruchamiający (31) odpowiadający krzywkowemu obrzeżu (22) tarczy krzywkowej (2).
3. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że styki sygnalizacyjne (11) są umieszczone na płycie montażowej (1), na której także znajduje się ciągły odprowadzający pierścień stykowy (12) usytuowany współosiowo do okręgu styków sygnalizacyjnych (11), przy czym zależnie od położenia tarczy krzywkowej (2), co najmniej jeden styk sygnalizacyjny (11) jest połączony elektrycznie z odprowadzającym pierścieniem stykowym (12).
4. 4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden przełącznik migowy (3) jest umieszczony na płycie montażowej (1).
5. 5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza krzywkowa (2) jest wykonana z płaskiego materiału izolacyjnego i posiada otwory (24), w których jest zamocowany co najmniej jeden przewodzący mostek stykowy (23), za pomocą którego styki sygnalizacyjne (11) są łączone z odprowadzającym pierścieniem stykowym (12).
6. 6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że co najmniej jeden przewodzący mostek stykowy (23) ma na jednym końcu występ w kształcie języczka stykający się ze stykami sygnalizacyjnymi (11), a drugi wolny koniec przewodzącego mostka stykowego (23) pozostaje w stałym kontakcie elektrycznym z odprowadzającym pierścieniem stykowym (12).
7. 7. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że płyta montażowa (1) jest płytką obwodów drukowanych, a styki sygnalizacyjne (11) i odprowadzający pierścień stykowy (12) są wykonane w postaci stykowo-przelotowych obszarów przewodzących na powierzchni płytki.
8. 8. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza krzywkowa (2) wraz z łożyskiem (21) stanowią oddzielny podzespół.
9. 9. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza krzywkowa (2) i płyta montażowa (1) są usytuowane równolegle do siebie i połączone razem.
10. 10. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że wiele tarcz krzywkowych (2) i płyt montażowych (1) jest połączonych razem, kolejno jedne nad drugimi, i mają one wspólny napęd.