PL54139B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest pro¬ porcjonalny przetwornik sily zlozony z ukladu dzwigniowego, sprzezonego z mieszkowym zespo¬ lem podatnym i polaczonego elastycznie z ele¬ mentem przesuwnym wspólpracujacym z induk¬ cyjnym czujnikiem róznicowym oraz z zespolu elektronicznego, polaczonego z ukladem sprzeze¬ nia zwrotnego sprzezonym z elementem przesuw¬ nym i równowazacym sile oddzialywania ukladu dzwigniowego.Znane sa proporcjonalne przetworniki sily w których zespól mechaniczny stanowi dzwignie po¬ ruszana ruchem wahadlowym przez nadawany sygnal silowy i oddzialywujaca na element prze¬ suwny sprzezony z czujnikiem zarówno sila stycz¬ na proporcjonalna do wielkosci sygnalu silowego jak i skladowa normalna wynikajaca z odchyle¬ nia dzwigni od kierunku przesuniecia i powodu¬ jaca wystepowanie w osadzeniu elementu prze¬ suwnego sil tarcia wplywajacych ujemnie na cha¬ rakterystyke przetwornika.W celu wyeliminowania tej wady czyniono pró¬ by bezposredniego sprzezenia dzwigni, na która jest wywierany sygnal silowy z elementem prze¬ suwnym przetwornika. Okazalo sie jednak, ze wyeliminowanie przekladni laczacej te elementy powoduje koniecznosc stosowania odpowiednio du¬ zych sil sprzezenia zwrotnego niezbednych dla uzyskania równowagi sil, a tym samym odpowied¬ nia rozbudowe ukladu elektronicznego. Ponadto 10 20 30 czujniki tego rodzaju nie moga byc stosowane w zakresie bardzo malych sygnalów silowych.W celu wyeliminowania sil tarcia wystepuja¬ cych w zespole nadawczym przetwornika czyniono próby zastosowania zawieszenia membranowego elementu przesuwnego, przy czym dla uzyskania w przyblizeniu proporcjonalnej charakterystyki zastosowano membrany zaopatrzone w wyciecia.Wada tego rozwiazania okazala sie jednak nie¬ szczelnosc zespolu mechanicznego, w której jest osadzony uklad sprzezenia zwrotnego, a ponadto zmniejszenie sztywnosci zawieszenia wskutek wy¬ ciec membrany i zwiazane z tym odksztalcenia poprzeczne elementu przesuwnego powodujace ko¬ niecznosc stosowania wiekszych szczelin magne¬ tycznych w ukladzie sprzezenia zwrotnego, a tym samym dalszego wzmocnienia sygnalów doprowa¬ dzanych do tego ukladu.Powyzsze wady i niedogodnosci usuwa propor¬ cjonalny przetwornik silowy dzialajacy na zasa¬ dzie równowagi sil wedlug wynalazku, którego elastycznie zawieszona dzwignia jest sprzezona z ukladem podatnym typu mieszkowego, wskutek czego pod dzialaniem sygnalu silowego jest prze¬ suwana ruchem równoleglym, eliminujac wyste¬ powanie skladowych normalnych oddzialywuja¬ cych na element przesuwny, a ponadto jest po¬ laczona z tym elementem przesuwnym za pomoca cienkiego sprezystego lacznika powodujac w przy¬ padku nieprzewidzianych odchylen od równoleg- 5413954139 losci ruchu, wyboczenie lacznika pod dzialaniem skladowych normalnych i eliminujac ich przeno¬ szenie na element przesuwny.W celu wyeliminowania wystepowania sil tar¬ cia w zamocowaniu elementu przesuwnego zasto¬ sowano w przetworniku wedlug wynalazku za¬ wieszenie tego elementu za pomoca membran krazkowych o pelnym przekroju, zaopatrzonych we wspólsrodkowe karby. Okazalo sie przy tym, ze w przypadku gdy sa one napiete miedzy ele¬ mentami mocujacymi i wykonane ze sprezystego materialu, a ich grubosc nie przekracza 0,015 mm zapewniaja proporcjonalna charakterystyke prze¬ noszenia, eliminujac równoczesnie zarówno nie¬ szczelnosci ukladu jak i odksztalcenia poprzeczne elementu przesuwnego.Dzieki temu w przetworniku silowym wedlug wynalazku uzyskano calkowicie beztarciowy uklad przeksztalcenia sygnalu silowego na proporcjonal¬ ne do niego przesuniecie elementu przesuwnego, a wskutek sprzezenia/tego elementu z indukcyj¬ nym czujnikiem róznicowym i zespolem elektro¬ nicznym — proporcjonalny do sygnalu silowego sygnal elektryczny.Wynalazek jest przykladowo wyjasniony na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat pro¬ porcjonalnego przetwornika silowego, fig. 2 — przykladowa konstrukcje zespolu dzwigniowego z czesciowym przekrojem przez uklad podatny, fig. 3 — przykladowa konstrukcje pozostalej cze¬ sci zespolu mechanicznego z ukladem sprzezenia zwrotnego i róznicowego czujnika indukcyjnego, a fig. 4 przedstawia membrane do zawieszenia elementu przesuwnego w przekroju poprzecznym.Proporcjonalny przetwornik silowy wedlug wy¬ nalazku sklada sie z nastepujacych podstawowych zespolów: z zespolu dzwigniowego sprzezonego z ukladem podatnym, z zespolu elementu przesuw¬ nego sprzezonego z ukladem sprzezenia zwrotne¬ go, z róznicowego czujnika indukcyjnego oraz z zespolu elektronicznego.Zespól dzwigniowy przetwornika, który sluzy do przetworzenia sygnalu silowego F na odpo¬ wiednie przesuniecie elementu przesuwnego 18 sklada sie z dzwigni 1, zawieszonej elastycznie za pomoca krzyzowego ukladu sprezyn 2 i 3 qraz ze sprzezonego z ta dzwignia ukladu podatnego.Uklad podatny jest zlozony z polaczonej z dzwignia 1 za pomoca popychacza 4 *— tarczy czolowej 5, mieszka stalego 6 oraz z dodatkowego mieszka 7 przesuwanego w korpusie 8 ukladu po¬ datnego za pomoca sruby 9 zakonczonej pokret¬ lem 10.W przykladowym rozwiazaniu konstrukcyjnym przedstawionym na fig. 2 dzwignia 1 jest ponadto zaopatrzona w przeciwwage 11, a popychacz 4, laczacy ja z czolowa tarcza 5 ukladu podatnego ma postac kablaka, w którym sa umocowane sprezyny 2 i 3 jej zawieszenia krzyzowego. Uklad podatny jest natomiast wyposazony w srube 12, dzialajaca za posrednictwem lozyska osiowego 13 na korpus 14 mieszka 6 umozliwiajac niewielkie przesuniecie zarówno ukladu podatnego jak i dzwigni w celu wyeliminowania ewentualnych lu¬ zów wystepujacych w zespole mechanicznym. Po¬ nadto w obudowie 8 ukladu znajduje sie spre¬ zyna 15, która utrzymuje korpus 14 mieszka 6 w stanie napiecia. Mieszek przesuwny 7 ukladu po¬ datnego przedstawionego na fig. 2 jest polaczony 5 z tarcza czolowa 16, która przy wiekszych sygna¬ lach silowych moze byc dosuwana do tarczy 5 wspólpracujac z nia za pomoca przegubu kulo¬ wego 17.Dzwignia 1 jest polaczona z elementem prze- 10 suwnym 18 przetwornika za pomoca cienkiego sprezystego elementu 19, majacego na przyklad postac cienkiego drutu, stykajacego sie z plytka oporowa 20 przymocowana do strzemiaczka 21 dzwigni 1. 15 Element przesuwny 18, który przykladowo ma postac sworznia polaczonego z jednej strony za pomoca elementu 19 z dzwignia 1, a z drugiej z rdzeniem ferrytowym 22 indukcyjnego czujnika róznicowego jest zawieszony w obudowie 23 za 20 pomoca sprezystych membran 24. Membrany 24 stanowiace pelne tarcze o grubosci nie przekra¬ czajacej 0,015 mm wykonane ze sprezystego stopu miedzi, i zacisniete w pierscieniach mocujacych 26 i 27 obudowy w stanie napiecia sprezystego oraz 25 zaopatrzone we wspólsrodkowe karby 25 zapew¬ niajace proporcjonalna charakterystyke odksztal¬ cen.Uklad sprzezenia zwrotnego sklada sie z pola¬ czonej z przesuwnym elementem 18 cewki 28, 30 umieszczonej w szczelinie 29, w której jest wy¬ twarzany przez magnes 30 strumien magnetyczny zamkniety za pomoca rdzenia 31 i obudowe 23.Róznicowy czujnik indukcyjny przetwornika wedlug wynalazku sklada sie z wymienionego 35 uprzednio rdzenia ferromagnetycznego 22, ze sta¬ lych rdzeni ferrytowych 32 i 33 oraz z zespolu ce¬ wek 34 i 35 wlaczonych w ukladzie róznicowym do zespolu elektronicznego.Zespól elektroniczny przetwornika sklada sie ze 40 wzmacniacza 35 — sygnalu przenoszonego, z wzmacniacza 36 — sygnalu odniesienia, do które¬ go jest przylaczony generator 37 i z wzmacniacza mocy 38, którego jedno z wyjsc jest wlaczone poprzez cewke 28 ukladu sprzezenia zwrotnego na 45 uklad pomiarowy 39.Dzialanie opisanego wyzej proporcjonalnego przetwornika sily wedlug wynalazku jest naste¬ pujace. .Sygnal silowy F, oddzialywujacy na dzwignie 1 50 powoduje dzieki zastosowaniu ukladu podatnego jej równolegle przesuniecia. W zaleznosci od wiel¬ kosci sygnalu silowego nastawia sie przy tym od¬ powiednia wielkosc reakcji ukladu podatnego przez sprzezenie z dzwignia 1 jednego tylko mieszka 6, 5g albo tez dosuniecie do niego za pomoca sruby 9 z pokretlem 10 mieszka 7 i równoczesnie sprzeze¬ nie z dzwignia obydwu mieszków 6 i 7. Równo¬ legle przesuniecia dzwigni 1 pozostajace w scislej zaleznosci funkcjonalnej od wielkosci przejmo- 60 wanego sygnalu silowego F sa przenoszone na element przesuwny 18 przetwornika za pomoca elementu sprezystego 19, który dziala w ten spo¬ sób, ze w przypadku ewentualnego odchylenia ru¬ chu dzwigni 1 od warunków ruchu równoleglego, 65 skladowa normalna sily pochodzacej od dzwigni,54139 5 powoduje wyboczenie elementu 19 wskutek cze¬ go nie zostaje przeniesiona na element przesuw¬ ny 18.Zawieszenie elementu 18 za pomoca membran 24 pozwala na beztarciowe przesuniecie elemen- 5 tu 18 i polaczonego z nim rdzenia ferrytowego 22, róznicowego czujnika indukcyjnego, powodujac zmiane wielkosci szczelin magnetycznych miedzy nim a rdzeniami 30, 32 i 33 oraz wytworzenie 2. odpowiedniego sygnalu elektrycznego. Sygnal ten 10 wzmocniony i przeksztalcony w zespole elektro¬ nicznym uzyskuje wartosc scisle proporcjonalna do wartosci sygnalu silowego F i jest podawany z wzmacniacza mocy 38 na cewke 28 ukladu sprze- 3. zenia zwrotnego,, powodujac wskutek istnienia 15 strumienia magnetycznego wytworzonego przez magnes 30 — powstanie sily oddzialywujacej na element przesuwny 18, równej lecz przeciwnie skie¬ rowanej wzgledem sily pochodzacej od dzwigni 1. 4.Wskutek tego element przesuwny przyjmie takie 20 polozenie, w którym wystepuje równowaga sil pochodzacych od dzwigni 1 i cewki 28.Dzieki równoleglemu przesunieciu dzwigni 1 i beztarciowemu zawieszeniu elementu przesuw¬ nego 18 uzyskuje sie wysoka dokladnosc prze- 25 5. ksztalcenia sygnalu silowego F w scisle propor¬ cjonalny sygnal elektryczny.Proporcjonalny przetwornik sily wedlug wyna¬ lazku moze znalezc zastosowanie zwlaszcza w analogowych ukladach automatyki przemyslowej. 30 PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe 7.

1. Proporcjonalny przetwornik sily zlozony z ze¬ spolu dzwigniowego wspólpracujacego z zawie- 35 szonym za pomoca ukladu membran elementu przesuwnego, sprzezonego mechanicznie z in¬ dukcyjnym czujnikiem róznicowym oraz ze znanego zespolu elektronicznego i z ukladu sprzezenia zwrotnego, stanowiacego przesuwa- 40 na w szczelinie magnetycznej cewke polaczona 6 z elementem przesuwnym, znamienny tym, ze jegu uklad dzwigniowy wyposazony w znana dzwignie (1) osadzona na zawieszeniu krzyzo¬ wym (2, 3) jest polaczony za pomoca elementu (4) ukladem podatnym zawierajacym przynaj¬ mniej jeden mieszek sprezysty (6) w sposób zapewniajacy równolegly ruch dzwigni (1) pod dzialaniem sygnalu silowego (F). Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jego uklad podatny jest wyposazony w do¬ datkowy mieszek sprezysty (7) który przy wiek¬ szych wartosciach sygnalu silowego (F) sprze¬ zony jest z mieszkiem (6). Przetwornik wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze tarcza czolowa (16) mieszka (7) jest w jego polozeniu roboczym sprzezona • z tarcza czolowa (5) mieszka (6) za pomoca przegubu kulowego (17). Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze element (4) laczacy dzwignie (1) z tarcza (5) mieszka (6) ukladu podatnego ma postac ka- blaka, w którym sa równoczesnie osadzone sprezyny (2 i 3) krzyzowego zawieszenia dzwig¬ ni (1). Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze element przesuwny (18) jest polaczony z dzwignia (1) za posrednictwem sprezystego, ela¬ stycznego elementu (19), na przyklad w postaci cienkiego drutu, który pod wplywem ewentual¬ nej skladowej normalnej sily oddzialywania dzwigni (1) na element przesuwny (18), jest wyboczony. ^Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze membrany (24) ukladu zawieszenia elemen¬ tu przesuwnego (18) maja postac tarcz wyko¬ nanych ze sprezystego stopu miedzi o grubosci nie przekraczajacej 0,015 mm, zaopatrzonych we wspólsrodkowe karby (25) i sa przymoco¬ wane do obudowy (23) i elementu przesuwne¬ go (18) za pomoca pierscieni zaciskowych (26 i 27) w stanie napiecia.KI. 42 r, 1/U2 54139 MKP G 05 b 2^1 ^ZW/ E y L/-/0 3 T | 0 A . 7 J — /KI. 42 r, 1/02 54139 MKP G 05 bKI. 42 r, 1/02 54139 MKP G 05 b 7ZZZZZZZMZZZZZZZ fi WDA-1. Zam. 1049/67. Nakl. 310 egz. PL