SE529735C2 - Sätt och anordning för överföring av vridrörelse - Google Patents

Description

35 529 735 2 Genom SE 527506 är förut känt en rörelseöverföringsmekanlsm som omvandlar en vridrörelse i ena eller andra riktningen till en enkelriktad rörelse som via bl a en kugghjulsmekanism och axlar överför vridrörelsen till ett energllagringssystem i form av ett fjäderpaket. När fjäderpaketet med en spärranordning utlöses överförs rörelse till en slutaxel. Både väljare och lastkopplare är omgivet av transformatorolja.

SE 0502717-2 beskriver en rörelseöverlöringsmekanism som omvandlar en alternerande vridrörelse till en likriktad vridrörelse via en linjär translatlonsrörelse. Även vid denna rörelseöverföringsmekanism överförs vridrörelsen till ett energilagringssystem i form av ett fjäderpaket.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbättrad anordning för överföring av en vridrörelse och ett härtill kopplat mekaniskt energilagringssystem.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat sätt vid överföring av en vridrörelse och ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att visa på en användning för överföring av en vridrörelse.

Redogörelse för uppfinningen Ett av de uppställda ändamålen har enligt uppfinningen ernàtts genom att en anordning av det i kravets 1 ingress angivna slaget och innefattar de speciella särdragen enligt patentkravets 1 kännetecken. Utföringsformer framgår av de efterföljande underkraven 2 ~ 7.

Ett av de uppställda ändamálen har enligt uppfinningen ernåtts genom ett sätt enligt patentkrav 9 och tillhörande underkrav 10 - 12. Ändamålet med användning framgår av patentkrav 8.

Uppfinningen förklaras närmare genom efterföljande detaljerade beskrivning av fördelaktiga utföringsexempel av densamma under hänvisning till medföljande ritningsfigurer.

Kort beskrivning av figurerna Fig. 1 är ett blockschema som schematiskt illustrerar överföringen av vridrörelsen enligt uppfinningen.

Fig. 2a - 2d illustrerar schematiskt funktionen hos energiackumuleringsorganet och till denna kopplade mellanliggande kroppen.

Fig. 3 illustrerar i detalj den ett utförande av energiackumuleringsorganet och mellanliggande kroppen. 20 30 529 735 Beskrivning av uppfinningen Figur 1 år ett blockschema som schematiskt illustrerar det mekaniska kopplingen hos manövreringsorganen som åstadkommer rörelsen hos en Iastkopplarens eller lindningskopplares komponenter.

En ingående drivaxel 1a är via ett rörelseomvandlingsorgan 4 kopplad till en vridningsaxel 3a. Ingående drivaxeln ta är sådan att den vid manövrering kan komma att vrida sig åt ena eller andra hållet. Ftörelseomvandlingsorganet 4 är utformat så att vridningsaxeln 3a alltid bibringas en vridrörelse åt ett och samma håll oberoende av åt vilket håll ingående drivaxeln ia vrids. Drivkällan för ingående drivaxeln ta är den drivaxel som manövrerar en (icke visad) lastväljare vid en transformator, dvs. den mekanism som ställer in anslutningarna till nya uttagsställen i en transformators lindning då en spänningsförändring ska ske. Lastväljares ingående drivaxel ta vrider sig åt olika håll i beroende av om det år fråga om att höja eller minska spänningen hos transformatorn.

Utgående vridningsaxel 3a är förbunden med en mellanliggande kropp 3 och tillhörande energiackumuleringsorgan 5 samt en driven kropp 2 med en drivaxel 2a. Kroppen 2 driver i sin tur (hår icke visade) kontakter hos lastkopplaren. Dessa kan vara av det slag som närmare är beskrivet i WO 2006/004527.

Ftörelseomvandlingsorganet 4 kan till exempel vara av endera slaget som beskrives i patentet SE 527506 eller i patentansökan SE 0502717-2.

Då vridningsaxeln Sa vrids matar den via en mellanliggande kropp 3 in energi i det mekaniska energiackumuleringsorganet 5. Efter en bestämd vinkelrörelse hos vridningsaxeln utlöses den ackumulerade energin till den mellanliggande kroppen, som vrider drivaxeln 2a snabbt och kraftfullt och därvid bibringar drivkroppen 2 en vridrörelse, vilken påverkar Iastkopplarens komponenter, vilka i detalj är beskrivna i tidigare omnämna WO 2006/004527. En kuggutväxling (icke visad) kan vara anordnat mellan rörelseomvandlingsorganet 4 och vridningsaxeln 3, så att rörelsen hos vridningsaxeln 3a företrädesvis blir 4 gånger så stor som hos rörelsen hos rörelseomvandlingsorganet.

Ett frihjul 6 är anordnat på drivaxeln 2a, vilket har funktionen att medge rotation hos mellanliggande kroppen i en riktning men däremot spärra rotationen åt motsatta riktningen, varvid säkerställas att drivrörelsen ej reverserar. Frihjulet kan vara av konventionellt slag, d v s utgöras av en spärrmekanism som överför vridmoment i en riktning men som frihjular i andra riktningen.

Enligt uppfinningen innefattar den mellanliggande kroppen 3 en kamformad drivskiva 30 och det mekaniska energiackumuleringsorganets 5 är utformad som ett drag/tryckfjäderpaket 51, såsom närmare beskrives nedan i anslutning till figurerna 2a - 2d samt figur 3. 20 25 30 529 735 4 l figur 2a till 2d visas schematiskt funktionen hos drag/tryckfjäderpaketet 51 i samverkan med drivskivan 30. Drivskivan är utformad med en största diameter R och en minsta diameter r. Drag/tryckfjäderpaketet 51 är vid sin ena ände förbundet vid ett fast ok 52 och ett rörligt ok 53, Det rörliga oket 53 är försett med en rullanordning 54 anliggande mot drivskivans 30 periferi. Det rörliga oket 53 är anordnat att löpa i radiell riktning och parallellt med drivskivans plan. Härmed kommer fjäderkrafterna att riktas vinkelrätt mot drivskivans rotationsaxel, som därvid huvudsakligen upptager radiellt riktade krafter. Det rörliga oket 53 rör sig med en slaglängd motsvarande R -r under det att drivskivan roterar ett varv kring sin axel. Drivskivans rotationsriktning är visad med pilen a.

I figur 2a är drivskivan i ett läge där rullanordningen 54 med det rörliga oket anligger mot drivskivans periferi där drivskivan uppvisar sin största radie R. l detta läge är fjäderpaketet 51 laddat med maximal mekanisk energi. Detta utgör startläget för en inför en drivrörelse av drivkroppen 2. l figur 2b visas ett läge där den i fjäderpaketet lagrade mekaniska energin via drivrullen 54 bibringar drivskivan en accelererande rörelse. Drivskivan har här från startläget vid radien R drivits ca 909.

I figur 2c visas läget för drivskivan när drivrullen när drivskivans minsta radie r. l detta läge har den avsedda delen av den i fjäderpaketet lagrade mekaniska energin överförts till drivskivan. Drivskivan har i detta läge rört sig ca 2/3 av ett varv eller 2409 från läget 2a. Fiäderpaketet har även i detta läge en viss förspänning så att drivrullens anläggning mot drivskivan är säkerställd.

När drivskivan passerat läget enligt figur 2c sä kan inte mer energi överföras fràn fjäderpaketet. Eftersom drivskivans radie är ökande medför det att rullen med det rörliga oket efter läget i figur 2c sammanpressar fjäderpaketet, som därvid mottager mekanisk energi. Denna energi tas från det mekaniska rörelsemomentet hos drivskivan och till denna mekaniskt kopplade delar. Detta innebär en bromsning av drivskivan. l figur 2d visar ett läge där drivskivan avgett sin rörelseenergi tilf fjäderpaketet och inbromsats till ett stoppläge där drivskivans hastighet är noll. Tack vare att frihjulet går i ingrepp kan drivskivan inte heller byta rotationsriktning.

I detta läge intager drivskivan ett vänteläge inför nästa operation. Denna initieras när ingående drivaxeln ia via rörelseomvandlingsorganet 4 och vridningsaxeln 3a ger drivskivan en drivrörelse. Under det att drivskivan vrids till sitt utgångsläge i figur 2a. laddas fjäderpaketet åter full mekanisk energi, varvid ett fullt varv har fullbordats.

När drivskivan nätt läget enligt figur 2a, där drivskivan anligger mot drivrullen med sin största diameter R, inleds spontant den nya drivrörelsen av den drivna kroppen 2.

Tack vare uppfinningen krävs således inget separat utlösningsorgan för att initiera drivskivans drivrörelse. 20 25 30 35 529 735 5 Det inses, att det inom uppfinningens ram är möjligt att påverka de olika förloppen ovan, nämligen drivningen av drivskivan fràn fjäderpaketet, uppbromsningen av drivskivan genom överföring av rörelseenergin fràn drivskivan till fjäderpaketet, samt spänning av fjäderpaketet till sitt utgångsläge, genom att kamformen dimensioneras på lämpligt sätt. Genom att anpassa drivskivans form inses det således att det är möjligt att tack vare uppfinningen påverka både accelerations och retardationsförloppen hos drivskivan. Företrädesvis är drivskivans form sådan att den anpassas efter belastningen och därvid bibringar den drivna kroppen 2 en jämn hastighet efter ett kort accelerationsförlopp.

Tack vare uppfinningen behövs heller inga separata bromsanordningar för drivskivan anordnas, eftersom dess kvarvarande rörelseenergi automatiskt återföres till fjäderpaketet och energibalansen medför att drivskivan på grund av förekommande friktionsförluster alltid, oberoende av fjäderpaketets ursprungliga lagring av mekanisk energi, roterar mindre än ett varv. Detta innebär stora fördelar, speciellt vid utprovning och inställning av drivsystemet, eftersom förloppet automatiskt blir kontrollerbart även till exempel i det fall drivkroppen 2 är frikopplad från efterföljande lastkopplare. Även i ett testläge där drivkroppen är bortkopplad från drivskivan, kommer denna att uppvisa ett kontrollerat rörelsemönster.

När drivskivan förflyttar sig mellan läget visat i 2a och 2c, avger fjädern 51 energi och när drivskivan förflyttar sig mellan lägena i visade i figurerna 2c till 2d lagrar fjädern 51 energi. l figur 3 visas ett alternativt utförande av fjäderpaketet. Två parallellt anordnade gejder 55a respektive 55b förankrade vid sina ändar vid förankringar 56a och 56b. Två fjädrar 51 a och 51 b är anordnade att löpa utmed var sin gejd. Fjädrarna är fast förankrade vid förankringen 56a som härvid tjänar som ett fast ok. Den andra änden av respektive fjäder är förankrad till ett gemensamt rörligt ok 53 som i sin tur är anordnat att löpa parallellt med gejderna. En rulle 54 är förbunden till oket 53 och anligger mot drivskivan 30. Fjäderpaketet laddas i detta fall med mekanisk energi när fjädrarna spänns till maximalt läge vilket inträffar när rullen 54 kontaktar drivskivan vid dess största diameter R.

Enligt en utföringsform är drivskivans största radie mellan 80 mm och 120 mm, företrädesvis 105 mm, och dess minsta radie mellan 50 mm och 80 mm, företrädesvis 60 mm. Skillnaden mellan största radien R och minsta radien r kan vara mellan 30 mm och 60, företrädesvis 45 mm.

Enligt en utföringsform är rullanordningens kraft mot drivskivan mellan 1000 N och 1500 N och drivskivans rotationshastighet är anpassad att variera från 0 till 25 rad/s.

Tiden från drivskivans start till stopp kan i detta fall vara 0,2 s. 529 735 6 I figurerna är rullanordningen utformad som en kullagrad rulle, vilket ger låg friktion och stor anliggningsyta mot drivskivans periferi. Enligt en utföringsform utgöres rullen av en nållager. Alternativt kan rullanordningen vara utformad som en sfärisk kula, roterbart anordnad i en kulhàllare. För att minimera yttrycket mot drivskivans periferi, är det här lämpligt att denna ges i sitt tvärsnitt en motsvarande cirkulär tvärsnittsform.

Lämpligen är anordningen enligt uppfinningen omgiven av transformatorolja, vilken, tjänar som både smörjning och kylning av de i anordningen ingående mekaniska komponenterna.

Sättet att överföra drivrörelsen enligt uppfinningen kan sammanfattas i följande driftsteg: a) rullanordningen 54 bibringar drivskivan 30 en rotationsrörelse under det att rullanordningen löper från drivskivans största radie R till dess minsta radie r under överförande av rotationsrörelsen till drivaxeln 2a och den drivna kroppen 2, b) drivskivans 30 rotationsrörelse bromsas till 0 under det att drivskivans rörelseenergi överföras till drag/tryckfjäderpaketet 51, c) drivskivan (30) hålles stillastående med hjälp av ett frihjul 6 som genom spärrmekanism förhindrar att drivskivan byter rotationsriktning, d) ingående drivaxeln 1a bibringar drivskivan 30 via vridningsaxeln (Sa) via en rotationsrörelse under det att rullanordningen löper från drivskivans stillastående läge till drivskivans största radie Fl når rullanordningen, varvid driftsteget a) momentant startar.

Claims (12)

20 25 30 35 529 735 PATENTKRAV

1. Anordning för överföring av vridrörelse till en kring en drivaxel (2a) driven kropp (2) via ett rörelseöverföringsorgan som innefattar en kring en vridningsaxel (3a) förbunden roterbar mellanliggande kropp (3), ett mekaniskt energiackumuleringsorgan (5) i form av en fjåderanordning anordnad att motta energi fràn vridningsaxeln (3a) samt medel för överföring av i fjäderandordningen ackumulerad mekanisk energi till den drivna kroppen (2)viadrivaxeln (2a), kä n netecknad av att den mellanliggande kroppen (3) innefattar en kamformad drivskiva (30), att drivskivan uppvisar en största radie R och minst en minsta radie r, att fjäderanordningen utgöres av drag/tryckfjäderpaket (51) förbundet vid ett fast ok (52) och ett rörligt ok (53), att det rörliga oket (52) är försett med en rullanordning (54) anliggande mot drivskivans (30) periferi, att det rörliga oket (52) är anordnat att löpa i radiell riktning och parallellt med drivskivans (30) plan med en slaglängd motsvarande R -r, att drag/tryckfjäderpaketet (51) är anordnat att motta energi från drivskivan vid det rörliga okets (53) förflyttning från läget vid minsta radien r till största radien R, att drag/tryckfjäderpaketet (51) är anordnat att avge energi till drivskivan vid det rörliga okets (53) förflyttning från läget vid största radien R till minsta radien r och att ett frihjul (6) är anordnat att tillåta drivskivan (30) en vridningsrörelse i en riktning,

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att vridningsaxeln (3a) är andordnad att drivas av en alternerande vridrörelse hos en ingående drivaxel (1 a), varvid anordningen innefattar ett rörelseomvandlingsorgan (4) för omvandling av den alternerande vridrörelsen hos en drivaxeln (ta) till en likriktad vridrörelse vridningsaxeln (3a).

3. Anordning enligt patentkrav 1 - 2, k ä n n e t e c k n a d a v att drivskivan (30) uppvisar en vinkel mellan största radien R och minsta radien r på drivskivan (30) mellan 2209 och 2709, företrädesvis 2409.

4. Anordning enligt patentkrav 1 - 3, k ä n n e t e c k n a d a v att rullanordningen (54) är anordnad att anligga mot drivskivan med en fjäderkraft mellan 1000 N och 1500 N.

5. Anordning enligt patentkrav 1 - 4, k ä n n e t e c k n a d a v att mellanliggande kroppen 3 och energiackumuleringsorganet 5 utgör en integrerad del. 20 25 30 35 529 735 8

6. Anordning enligt patentkrav 1 - 5, k å n n e t e c k n a d a v ingående drivaxel (ta) och drivaxeln (2a) är parallella.

7. Anordning enligt patentkrav 1 - 6, k ä n n e t e c k n a d a v den drivna kroppen (2) är mekaniskt kopplad till manövreringsorgan för kontakter hos en lindningskopplare vid en transformator eller reaktor.

8. Användning av en anordning enligt något av patentkraven 1 - 7 för överföring av vridrörelse från en drivkropp till en driven kropp, vid vilken den drivna kroppen är anordnad att manövrera kontakter hos en lindningskopplare vid en transformator eller reaktor.

9. Sätt att överföra en vridrörelse till en med en drivaxel (2a) driven en kropp (2) från en kring en vridningsaxel (3a) förbunden mellanliggande kropp (3), genom att överföra mekanisk energi från vridningsaxeln (3a) till ett mekaniskt energiackumuleringsorgan (5) i form av en fjäderanordning samt att överföra ackumulerad mekanisk energi i fjäderandordningen till drivaxeln (2a), k ä n n e t e c k n at a v att mekaniska energin överförs till och fràn energiackumuleringsorganet via mellanliggande kroppen (3) som är utformad som en roterande kamformad drivskiva (30), vilken driver alternativt drivs av en rullanordning (54) som är mekaniskt förbunden med en rörlig ände av ett som ett drag/tryckfjäderpaket (51) utformad fjäderanordning, innefattande följande driftsteg: a) rullanordningen (54) bibringar drivskivan (30) en rotationsrörelse under det att rullanordningen löper från drivskivans största radie R till dess minsta radie r under överförande av rotationsrörelsen till drivaxeln (2a) och den drivna kroppen (2), b) drivskivans (30) rotationsrörelse bromsas till 0 under det att drivskivans rörelseenergi övertöres till drag/tryckfjäderpaketet (51 ), c) drivskivan (30) hâlles stillastående med hjälp av ett frihjul (6) som genom spärrmekanism förhindrar att drivskivan byter rotationsriktning, d) vridningsaxeln (3a) bibringar drivskivan (30) en rotationsrörelse under det att rullanordningen löper från drivskivans stillastående läge till drivskivans största radie Ft när rullanordningen, varvid driftsteget a) momentant startar.

10. Sätt att överföra en drivrörelse enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n at a v där vridningaxeln (3a) drivs av en ingående drivaxel (1a) via ett rörelseomvandlingsorgan (4) 529 735 9 omvandlar en alternerande vridrörelse hos ingående drivaxeln (1 a) till en Iikriktad vridrörelse.

11. Sätt att överföra en drivrörelse enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n at a v driftstegen a) - b) sker inom ett tidsintervall med en längd av ca 0,2 s.

12. Sätt att överföra en drlvrörelse enligt patentkrav 10 - 11, k ä n n e t e c k n at a v att drivna kroppen (2) manövrerar kontakter hos en lindningskopplare vid en transformator eller reaktor.