PL61404B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 07. XI. 1967 Szwajcaria Opublikowano: 20. XI. 1970 61404 KI. 74 b, 6 MKP G 08 c, 9/04 CZYTELNIA Urzedu Patentowego Pilskii| lunrpttr *ej Lucowej Wspóltwórcy wynalazku: Jean P. Reichenbach, Erhard Winkler Wlasciciel patentu: Hasler AG, Berno (Szwajcaria) Impulsator katowy do wytwarzania sygnalów elektrycznych w zaleznosci od polozenia katowego osi Wynalazek dotyczy impulsatora katowego do wytwarzania sygnalów elektrycznych w zaleznosci od polozenia katowego osi. Tego rodzaju urzadze¬ nia sa szeroko rozpowszechnione, szczególnie do zdalnego pomiaru predkosci obrotowej. Najczesciej stosowane do tego celu indukcyjne czujniki po¬ miarowe nie sa najlepsze, choc przy bardzo ma¬ lych predkosciach moglyby byc dokladne, bowiem ich napiecie wyjsciowe jest proporcjonalne do predkosci Znane sa równiez najrozmaitsze sposoby uzy¬ skiwania jednakowej amplitudy sygnalu równiez przy bardzo malych predkosciach, np. uklady optyczne, jednakze stosowanie ich zostalo zanie¬ chane, glównie z powodu kruchosci wlókna za¬ rzenia, tam gdzie uklad narazony jest na czeste i mocne uderzenia, jak to ma miejsce np. na kolei.Znane sa równiez uklady z ferromagnetycznymi kolami zebatymi, których zeby zmieniaja stru¬ mien w obwodach magnetycznych, mierzony badz przestrajaniem obwodu rezonansowego, badz za pomoca fluksometru, czy czujnika halotronowego.We wszystkich tych sposobach na glowicy po¬ miarowej pojawia sie tylko male napiecie, co wy¬ maga duzego wzmocnienia i sprawia, ze uklady oparte na tych sposobach podatne sa na uszko¬ dzenia.W telemetrii znane sa czujniki pomiarowe z ge¬ neratorem wielkiej, czestotliwosci, o sprzezeniu zwrotnym poprzez dwie cewki i zamocowanym 15 20 25 30 na osi zebatym elementem z materialu przewodza¬ cego elektrycznie, którego zeby w czasie obrotu osi przebiegaja miedzy tymi cewkami, powodujac przerywana prace generatora.Korzystna strona tego ukladu jest to, ze na glo¬ wicy pomiarowej pojawiaja sie .silne i jednoznacz¬ ne sygnaly, choc znane dotychczas uklady maja równiez wlasnosci niekorzystne dla wielu zasto¬ sowan. Wielka podzialka zeba pociaga za soba maly stosunek czestotliwosci impulsów do pred¬ kosci obrotowej i nie pozwala na drobnostopnio- wa zmiane tego stosunku. Element zebaty jest wy¬ konywany w postaci tarczy zlaczonej na stale z osia i wymiana na element o innej podzialce zebów nie jest latwa.Obie te wlasnosci sa jednak korzystne w czuj¬ nikach tachometrycznych, gdzie czestotliwosc im¬ pulsów ma byc tylko jedna funkcja predkosci po¬ jazdu, gdyz predkosc katowa kola pojazdu, a wiec i elementu zebatego jest funkcja srednicy kola.Przez zmiane liczby zebów mozna w tym przy¬ padku latwo dopasowac sie do srednicy kola. Aby dopasowanie to moglo byc dostatecznie dokladne liczba zebów musi byc wystarczajaco wielka.Przy bezwzglednej wartosci bledu dopasowania wynoszacej l°/o, najmniejsza liczba zebów przy najmniejszej srednicy kola powinna wynosic 50.Wymagania, jakie musi spelniac impulsator ka¬ towy, to duza niezawodnosc w szerokim zakresie temperatur, niewrazliwosc na gwaltowne ude- 61404\ 3 rzenia oraz proste ustawienie polozenia cewek przy produkcji.Spelnienie wymagan odnosnie malej podzialki zebów oraz prostego i pewnego ustawienia cewek jest w pierwszym rzedzie zalezne od geometrycz¬ nych wymiarów cewek i od ich sposobu regulo¬ wania. Uklad wedlug wynalazku znamienny jest tym, ze obie cewki nawiniete sa na dwóch mo¬ gacych obracac sie korpusach z materialu izola¬ cyjnego z cylindrycznymi nakladkami, znajduja¬ cymi sie we wspólosiowych otworach wierco¬ nych w kazdym z ramion uchwytu w ksztalcie litery U, miedzy którymi porusza sie element zebaty.Wymaganie odnosnief duzej niezawodnosci ukla¬ du spelnione jest przez to, ze uchwyt w ksztalcie litery U zamontowany jest na plycie polaczen drukowanych w ukladzie tranzystorowego gene¬ ratora wielkiej czestotliwosci oraz przez to,* ze Cewki i uklad sa zalane tworzywem, tworzac wspólny blok ze szczelina, w której porusza sie element zebaty.Wynalazek zostanie ponizej szczególowo obja¬ sniony na podstawie rysunku na którym fig. 1 przedstawia mechaniczny uklad impulsatora kato¬ wego, sluzacego jako czujnik tachometryczny dla kolei, fig. 2 — mocowanie cewek i mechaniczna konstrukcje ukladu elektrycznego, a fig. 3 — schemat blokowy tego ukladu.Pokazana na fig. 1 obudowa 1 zamknieta jest przylegajaca szczelnie pokrywa 2. Przez sciane obudowy przechodzi os 3, na która poprzez nie- pokazany na rysunku element przenosny przeka¬ zywana jest na przyklad predkosc kola wagonu kolejowego. Cyfry 4 i 5 przedstawiaja schematycz¬ nie uszczelnienie wzglednie lozyskowanie osi. Na osi 3 za pomoca nakretki 6 umocowany jest latwo wymienialny dzwon aluminiowy 7, posiadajacy na swej czesci cylindrycznej 8 na przemian to zeby, to przerwy, przy czym i zeby i przerwy tworza rure cylindryczna 'o malej grubosci scianki, oraz maja mniej wiecej jednakowa szerokosc. Gru¬ bosc zebów podyktowana jest przede wszystkim obciazeniem odsrodkowym. Zeby poruszaja sie w szczelinie jednej, dwóch albo trzech skrzynek 9, zawierajacych uklad elektroniczny. Gniazdo wtykowe 10 znajdujace sie na obudowie sluzy do doprowadzenia napiecia sieciowego i odprowa¬ dzania wytworzonych impulsów.W ten sposób spelnione jest wyzej wymienione wymaganie odnosnie latwej wymienialnosci ze¬ batego kola. Poza tym dzwonowy ksztalt elemen¬ tu zebatego jest korzystny dlatego, ze przy odpo¬ wiednio dobranej dlugosci zebów, wzdluzne prze¬ suniecia osi sa bez znaczenia.Element przenoszacy predkosc katowa osi 3 moze byc mechaniczny lub magnetyczny. W tym drugim przypadku przenosnik magnetyczny moze w znany sposób oddzialywac przez scianke obu¬ dowy i wtedy odpadnie uszczelnienie 4, a os i jej ulozyskowanie moga byc latwiej wykonane.Fig. 2 przedstawia mechaniczna konstrukcje mo¬ cowania cewek i ukladu elektronicznego. Plyta podstawowa 11 na swej dolnej stronie 12 posiada uklad drukowany, a na górnej ma uchwyt 13 do 4 cewek o ksztalcie litery U i dalsze plyty pola¬ czen drukowanych 14 i 15. Uchwyt do cewek sta¬ nowi blok z nacieciami wykonanymi na krzyz.Jedno naciecie jest tak zwymiarowane, zeby cy- 5 lindryczna czesc 8 dzwonu 7 mogla sie w nim swobodnie obracac. W tym celu wewnetrzna strona 16 tego naciecia dopasowana jest do wewnetrznego ksztaltu dzwonu.Równolegle do naciecia 17 kazde ramie posiada 10 otwór wiercony 18 do umieszczenia cewki 19.Cewki sa nawiniete na korpusie z materialu izo¬ lacyjnego, posiadajacym czesc cylindryczna 20, która jest dokladnie dopasowana do otworu wier¬ conego w bloku o ksztalcie U. Wszystkie otwory 15 wiercone sa wspólosiowo. Moze sie okazac, ze przy dobieraniu warunków sprzezenia zwrotnego wy¬ magane bedzie takie ustawienie odstepu miedzy cewkami, aby w najkorzystniejszym polozeniu, cewki byly ustawione wspólosiowo. Przedstawiony 20 uklad umozliwia wlasnie przesuniecia w kierunku osiowym i tylko w tym kierunku.Korpus z materialu izolacyjnego ma cylindrycz¬ ny wystep 21, sluzacy jako uchwyt do nastawiania.Po prawidlowym ustawieniu polozenia cewek, po- 25 lozenie ich ustala sie odpowiednim klejem i wtedy uchwyt do nastawiania mozna zdjac. Wyciecie, przez które przechodzi os wiercen sluzy równiez do wyprowadzenia koncówek cewek, mocowanych do czterech koncówek lutowniczych 22. 30 Elementy ukladu elektronicznego umocowane sa na plytach obwodów drukowanych 14 i 15. Maja one na swych brzegach karby, w które wchodza przewody doprowadzajace kondensatorów i opor¬ ników. Górne plaszczyzny tych plyt zawieraja ob- 35 wody drukowane do polaczenia tych elementów.Po dobraniu odstepu miedzy cewkami i kontroli ukladu, zalewa sie je masa izolacyjna, tworzac zwarty blok, w którym zostawione jest miejsce jedynie na szczeline dla zebów wirnika o ksztalcie 40 dzwonu.Fig. 3 pokazuje schemat blokowy ukladu elek¬ tronicznego. Cyfra 7 oznacza dzwon zebaty, obra¬ cajacy sie dookola osi 3. Z obu stron uzebionego brzegu znajduja sie cewki 19, które leza w torze 45 sprzezenia zwrotnego miedzy wejsciem i wyjsciem wzmacniacza 23. Znajdujaca sie na wyjsciu wzmac¬ niacza cewka wraz z kondensatorem 24 okresla czestotliwosc drgan powstajacych w momencie, gdy miedzy dwiema cewkami znajduje sie przerwa so pomiedzy zebami, gdyz tylko wtedy ma miejsce przejscie energii z wyjscia na wejscie wzmacnia¬ cza.Gdy jednak miedzy obiema cewkami pojawi sie zab, cewki przez powstajace prady wirowe zostaja 55 rozprzezone, przeplywajaca z powrotem z wyjscia na wejscie energia nie wystarcza do podtrzymania drgan i drgania zrywaja sie. Dla osiagniecia szyb¬ kiego narastania drgan w generatorze trzeba, aby dobroc obwodu drgan byla stosunkowo niewielka, w rzedu 20, co mozna osiagnac przez wlaczenie rów¬ nolegle do obwodu drgan odpowiedniego ukladu oporników 25, 26, 27. Aby skompensowac zaleznosc punktu wzbudzenia drgan od temperatury, uklad ten posiada opornik 27 o opornosci zaleznej od 65 temperatury w taki sposób, ze przy wzroscie tern-5 61404 6 peratury efektywna opornosc obciazenia jest mniej¬ sza.Wystepujace na wyjsciu wzmacniacza impulsy wielkiej czestotliwosci zostaja w konwencjonalny sposób wyprostowane przez prostownik 28 i prze¬ tworzone w ukladzie 29 o wartosci progowej na czyste impulsy prostokatne, które doprowadzane sa do odbiornika wartosci mierzonej.Jezeli chodzi o wskazanie kierunku obrotu i/lub zwiekszenia czestotliwosci impulsów, to umieszcza sie — jak pokazano na fig. 1 — na obudowie 1 dwa uklady elektroniczne 9 w ten sposób, ze cewki obu generatorów wielkiej czestotliwosci przesu¬ niete sa miedzy soba o nieparzysta wielokrotnosc czwartej czesci podzialki zebów. Wyjscia elektro¬ nicznych ukladów doprowadzone sa do ukladu lo¬ gicznego odpowiedniego typu, który powoduje wskazanie kierunku obrotu osi. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Impulsator katowy do wytwarzania sygnalów elektrycznych w zaleznosci od polozenia kato¬ wego osi zawierajacy generator wielkiej czesto¬ tliwosci o sprzezeniu zwrotnym poprzez dwie cewki oraz zamocowany na osi zebaty element z materialu przewodzacego elektrycznie, którego zeby w czasie obrotu osi przebiegaja miedzy tymi cewkami, powodujac przerywana prace generatora wielkiej czestotliwosci, znamienny tym, ze cewki (19) nawiniete sa na mogacych obracac sie korpusach z materialu izolacyjnego z cylindrycznymi nakladkami, znajdujacymi sie we wspólosiowych otworach, znajdujacych sie w kazdym z ramion uchwytu (13) w ksztalcie litery U, miedzy którymi porusza sie element zebaty.

2. Impulsator wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze uchwyt (13) w ksztalcie litery U stanowi ele¬ ment skladowy plyty polaczen drukowanych w ukladzie tranzystorowego generatora wielkiej czestotliwosci, przy czym cewki i uklad sa za¬ lane masa, tworzac jednolity blok ze szczelina, w której porusza sie element zebaty.

3. Impulsator wedlug zastrz. 1 i 2 znamienny tym, ze element zebaty posiada ksztalt dzwonu, a zeby i przerwy miedzy nimi tworza rure cy¬ lindryczna o malej grubosci scianki, przy czym element ten umocowany jest na osi w sposób umozliwiajacy latwa jego wymiane.

4. Impulsator wedlug zastrz. 1—3 znamienny tym, ze .uklad zawiera opornik zalezny od tempera¬ tury o ujemnym wspólczynniku temperaturo¬ wym, który wlaczony na wyjsciu obwodu gene¬ ratora stanowi obciazenie zalezne od tempera¬ tury i powoduje kompensacje wplywu tempe¬ ratury na punkt wzbudzenia drgan.

5. Impulsator wedlug zastrz. 1—4 znamienny tym, ze posiada dwa generatory wielkiej czestotli¬ wosci, pomiedzy cewkami których porusza sie element zebaty, i ze cewki obu generatorów wielkiej czestotliwosci przesuniete sa wzgledem siebie o nieparzysta wielokrotnosc cwiartki po¬ dzialki zebów1 przy czym wyjscia generatorów wielkiej czestotliwosci przylaczone sa do ukla¬ du, który pokazuje kierunek obrotu osi.

6. Impulsator wedlug zastrz. 1—5 znamienny tym, ze generatory wielkiej czestotliwosci i element zebaty znajduja sie w zamknietej ze wszystkich stron obudowie, przy czym element zebaty po¬ rusza sie pod wplywem sprzezenia magnetycz¬ nego, oddzialujacego przez sciane. 10 15 20 25 30KI. 74 b, 6 61404 MKP G 08 c, 9/04 Fig. / H i? 15 " 19 'f/SlO TT Lp» U » Fig.) KZG 1, z. 366/70 240 PL PL