(54) Título: ACUMULADOR DE ENERGIA PARA CHAVE GRADUADA DE CARGA (51) Int.CI.: H01H 9/00; H01H 3/30; H01H 3/42 (30) Prioridade Unionista: 15/06/2005 DE 102005027527.3 (73) Titular(es): MASCHINENFABRIK REINHAUSEN GMBH (72) Inventor(es): KLAUS HOEPEL; GREGOR WILHELM; SILKE WREDE
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ACUMULADOR DE ENERGIA PARA CHAVE GRADUADA DE CARGA
A presente invenção refere-se a um acumulador de energia para uma chave graduada de carga.
Chaves graduadas de carga servem para a comutação sem 5 interrupções entre diferentes tomadas de bobina de um transformador graduado sob carga. Como essa comutação normalmente ocorre de forma elástica as chaves graduadas de carga, via de regra, possuem um acumulador de energia.
Um acumulador de energia desse tipo já é conhecido desde 10 a DE-PS 19 56 369 e a DE-PS 28 06 282. No início de cada operação da chave graduada de carga, o acumular é armado, isto é, tensionado. 0 acumulador de energia conhecido é composto essencialmente por uma corrediça tensora e uma corrediça elástica, entre as quais estão colocadas molas de acúmulo de força como acumuladoras de energia.
No acumulador de energia conhecido estão previstas duas barras de guia, nas quais a corrediça tensora e a corrediça elástica estão apoiadas para movimento longitudinal independente entre si. Ao mesmo tempo, as barras de guia formam a guia para as molas de acúmulo de força de tal maneira que cada mola de acúmulo de força engloba uma barra de guia.
A corrediça tensora é movimentada de forma linear em relação à corrediça elástica por um excêntrico ligado ao eixo de acionamento e, com isso, as molas de acúmulo de força que estão entre elas, são tensionadas. Quando a corrediça tensora atingiu sua nova posição final, a retenção da corrediça elástica é liberada. Esta agora acompanha também de forma linear e elástica, já que está sob a força das molas de acúmulo de força tensionadas, o movimento linear anterior da corrediça tensora. É conhecido, a partir das supra mencionadas DE-PS 19 56 369 e DE-PS 28 06 282, que este movimento elástico da corrediça elástica é convertido num movimento de rotação do eixo de acionamento, por meio de um rolo que se insere numa ranhura. Esta maneira conhecida de conversão de um movimento longitudinal para um movimento de
2/8 rotação por meio de um rolo em rotação ou de um patim de deslizamento f tem a desvantagem de, no início de cada movimento, existir relativamente pouca força disponível, que aproximadamente no meio de cada movimento a força atinge seu máximo e que novamente se reduz ao se aproximar do fim do movimento. Essa seqüência de momento de rotação é inadequada para certas chaves, nas quais em cada operação devem ser acionados vários contatos numa seqüência de operação predeterminada. Devido ao momento de rotação reduzido disponível no final da comutação, existe, além disso, o perigo de a chave graduada de carga não atingir com certeza sua posição final.
A partir do WO 02/031847 também é conhecido como converter o movimento longitudinal da corrediça elástica por meio de uma engrenagem, na qual se insere uma roda dentada ligada ao eixo de acionamento. Nesse tipo de conversão de movimento aparece um desenvolvimento constante de forças o que também não é vantajoso para certas seqüências de comutação. Além disso, o decurso constante do momento de rotação não pode ser variado.
A tarefa desta invenção é especificar um acumulador de energia do tipo indicado no relatório descritivo que permite de maneira simples uma variação do decurso do momento de rotação no eixo de acionamento, isto é, depois da conversão do movimento longitudinal da corrediça elástica para um movimento de rotação. Deve, especialmente, ser possível conseguir, mediante meios técnicos simples, que as relações de conversão possam ser variadas e que no final da comutação, exista um alto momento de rotação que assegura que, em todas as circunstâncias, a posição final seja atingida com segurança e o acumulador de energia seja novamente travado.
Esta tarefa é resolvida por um acumulador de energia com as características do relatório descritivo. O relatório descritivo refere-se, em especial, a desenvolvimentos futuros vantajosos da invenção.
acumulador de energia de acordo com a invenção, com a
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sua disposição de dois rolos em ligação com uma guia de configuração especial correspondente, igualmente de acordo com a invenção, na qual os rolos são conduzidos e, com cujos flancos entram alternadamente em contato, proporciona em grande medida uma adaptação das seqüências especificas de tempo e momento de rotação do movimento de rotação derivado do movimento elástico linear da corrediça elástica de um eixo de acionamento em diferentes seqüências de comutação e operação. A relação de transmissão do acumulador de energia, tanto do momento de rotação como também da velocidade, pode ser modificada de maneira simples pela distância entre os dois rolos.
Por meio da disposição, de acordo com a invenção, também é disponibilizado, especialmente no final do movimento da corrediça elástica e, com isso, do eixo de acionamento, quando a comutação da chave graduada de carga estiver quase completada, um alto momento de rotação.
A seguir, a invenção é mais detalhada por meio de desenhos de exemplos.
São apresentadas:
Fig. 1 uma vista em perspectiva oblíqua de cima de um acumulador de energia de acordo com a invenção;
Fig. 2 o mesmo acumulador de energia em outra vista em perspectiva oblíqua de baixo;
Fig. 3 somente a disposição dos rolos do acumulador de energia conforme a invenção, vista de cima;
Fig. 4 esta disposição de rolos em representação esquemática em perspectiva, em diagonal de cima.
As figuras 1 e 2 mostram um acumulador de energia de acordo com a invenção em diferentes representações, em que nem todas as peças individuais descritas a seguir sempre podem ser vistas em cada representação e, com isso, nem todas as marcas de referência estão inseridas. Ãlém disso, para fins de melhor representação, as molas de acúmulo de força não foram incluídas na Figura 1.
Como é conhecido na atual situação da técnica descrita
4/8 • · · • · · • · · • · · ll· • ···* · · · no relatório descritivo, também está previsto no acumulador de energia aqui descrito, um disco excêntrico 1 em ligação com um eixo de acionamento, que não está representado, que aciona uma corrediça tensora 3, que atua sobre os blocos de arrasto 2 acoplados acima e abaixo da corrediça tensora 3 na direção do movimento. 0 acumulador de energia apresenta neste exemplo de execução, três barras de guia 4, 5 e 6, de percurso paralelo, que se estendem ao longo da direção de movimento da corrediça tensora 3, onde duas delas, estão envolvidas por molas de acúmulo de força 8. No âmbito da invenção, também é possível um outro número de molas de acúmulo de força. A corrediça tensora 3 apresenta nas duas extremidades mancais lineares 7, cada um dos quais envolve uma das barras de guia 4, 5 ou 6. Com estes mancais lineares, a corrediça tensora 3 está apoiada de forma estável e tem seu movimento conduzido de forma definida. As molas de acúmulo de força 8 são fixadas por uma de suas extremidades em cima e em baixo na direção do movimento, cada uma num curso de mola diferente onde se apoiam.
Abaixo da corrediça tensora 3, na mesma direção de movimento longitudinal, corre uma corrediça elástica 9. Essa corrediça elástica 9, por sua vez, apresenta em suas duas laterais mancais lineares 10, que também envolvem cada um, uma das barras de guia 4 ou 5 ou 6. No âmbito da invenção, também são possíveis outras configurações de construção da corrediça tensora 3 e corrediça elástica 9 e seus mancais. O importante só é que a corrediça tensora 3 e a corrediça elástica 9 executem cada uma, um movimento linear que está indicado nas figuras por setas duplas.
A corrediça elástica 9, em cujo lado inferior, oposto à corrediça tensora 3, está fixado um braço móvel 11, possui dois rolos 12, 13 virados para baixo. Esses rolos 12, 13 estão dispostos de tal forma gue se encontram num plano horizontal numa linha vertical à direção do movimento da corrediça elástica 9.
Isto é nitidamente visível na figura 4. A direção de
5/8 • ··* · ·* · ··· · ··· * • · ······ · ·· · · · * ·······» · · · · · ·*·· · · · · · · · movimento do braço móvel 11 ali representado, que corresponde ao movimento da corrediça elástica 9, é realçada por uma seta dupla. Numa linha vertical a isso, estão fixados no braço móvel 11, os dois rolos 12, 13. Os rolos livres, virados para baixo, podem ser girados.
Os dois rolos 12, 13 correspondem a uma corrediça 14 de configuração especial que está inserida num volante de disco 15 em forma de uma ranhura. A corrediça de configuração especial 14 será explicada em maior detalhe mais adiante.
volante de disco 15 descrito, por sua vez, está em ligação com um cubo de saída 18 que apresenta uma chaveta múltipla 19 a qual, por sua vez, está ligada a um eixo de acionamento não-apresentado, que transfere o movimento de rotação para a chave graduada de carga e assim a opera.
A corrediça 14, já mencionada, possui um contorno interno 16 e um contorno externo 17, em que na área central dos dois contornos 16, 17 não tem curso paralelo. Em outras palavras: a largura interna da corrediça 14 não é constante, mas se modifica. A corrediça 14 tem um contorno em forma de Y, em que a distância entre o contorno interno 16 e o contorno externo 17 na área externa das três pernas do Y é quase constante e corresponde, pelo menos aproximadamente, ao diâmetro dos rolos 12, 13. Assim, pode ser conduzido nessas áreas externas, cada vez, um dos dois rolos 12, 13. Em sua área central, a largura da corrediça 14 alarga, de modo que nessa área um dos dois rolos 12 ou 13 pode se mover livremente.
A seqüência de movimentos ao armar o acumulador de energia de acordo com a invenção, é a seguinte: um eixo de acionamento não-representado começa a girar continuamente, junto com o disco excêntrico 1 que desliza sobre o bloco de arrasto correspondente 2 e assim, desloca em sentido longitudinal a corrediça tensora 3 nas barras de guia 4, 5,
6. Com isso, as molas de acúmulo de força 8 são armadas. Quando a corrediça tensora 3 quase atingiu sua nova posição final, estas molas de acúmulo de força 8 estão armadas ao *····· máximo. Até esse momento, a corrediça elástica 9 ainda está retida, de modo que não pode acompanhar a direção de movimento da corrediça tensora 3. Pouco antes da nova posição final da corrediça tensora 3, a retenção então é liberada, por meio de um elemento de manobra adequado. Este princípio é conhecido no estado atual da técnica. Como resultado dessa retenção liberada, a corrediça elástica 9 agora acompanha elasticamente determinando pela força das molas de acúmulo de força 8 tensionadas, o movimento da corrediça tensora 3.
Quando tiver alcançado sua nova posição final, ocorre uma nova retenção, isto é, meios mecânicos prendem de novo a corrediça 9 na nova posição; o acumulador de energia está pronto para a próxima comutação.
Junto com a corrediça elástica 9 liberada, o braço móvel
11 acoplado a ela também se movimenta. Os dois rolos 12, 13, presos ao braço móvel 11, também acompanham, em pistas paralelas, esse movimento linear elástico. Inicialmente, um rolo 12 está inserido no perfil da corrediça 14 do volante de disco 15. O outro rolo 13 ainda está em movimento livre na parte interna mais larga da corrediça 14. No curso restante do movimento linear dos dois rolos 12, 13, o primeiro rolo 12 que está em firme inserção no perfil, gira o volante de disco 15 até que o rolo 12, ocasionado por essa rotação, atinge a região central mais larga da corrediça 14. Devido à rotação do volante de disco 15, a posição relativa da corrediça 14 se modifica em relação aos rolos 12, 13. Na seqüência, o segundo rolo 13, que até agora tinha curso livre, entra em inserção firme com a corrediça 14 e continua a girá-la e, com isso, o volante de disco 15 na área central na mesma direção. A seguir, o primeiro rolo 12 entra de novo em firme inserção no perfil, até que seja atingida a posição final. Ao mesmo tempo, o segundo rolo 13 sai da inserção e pode se mover sem estar preso pelo perfil.
De acordo com a invenção, o movimento linear da corrediça elástica 9 é transferido pelos dois rolos 12, 13 em três tempos consecutivos para um movimento de rotação do
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volante de disco 15: inicialmente pelo engate do primeiro rolo 12 na corrediça 14 com o segundo rolo 13 em curso livre, depois pelo engate do segundo rolo 13 na corrediça 14 com curso livre do primeiro rolo 12 e, por fim, novamente pelo engate do primeiro rolo 12 na corrediça 14 com o segundo rolo 13 em curso livre.
Devido à massa do volante de disco 15, ainda é possível, de maneira especialmente vantajosa, uma equiparação do movimento de rotação produzido.
Na próxima operação do acumulador de energia, a seqüência de movimentos descrita das corrediças tensora 3 e elástica 9, bem como a transmissão desse movimento linear por meio dos rolos 12, 13 e da corrediça 14 em um movimento de rotação do volante de disco 15, ocorre na outra direção. A seqüência do movimento de cada componente individual ocorre, portanto, em direção oposta, o acumulador de energia possui uma posição final direita e esquerda, entre as quais é trocado alternadamente em cada comutação.
Através da conversão descrita, de acordo com a invenção do movimento linear em movimento de rotação, surgem várias vantagens no acumulador de energia: em primeiro lugar, está dada uma transmissão variável de maneira simples; o momento de rotação é especialmente alto, bem no inicio e no final da operação da chave graduada de carga quando o mesmo é necessário. Especialmente no final de cada comutação, um momento de rotação alto é significativo para assegurar que a posição final do acumulador de energia sej a atingida com certeza, que ele seja confiavelmente retido nesta posição final e a chave graduada de carga atingir sua nova posição estacionária depois da comutação. Isto é cumprido pela invenção.
Além disso, a corrediça 14 é, em grande medida, variável quanto a sua geometria. 0 contorno interno 16 e também o contorno externo 17 podem ser modificados de várias maneiras em sua forma e também na distância entre os mesmos. Com isso, é possível uma adaptação a diferentes seqüências de comutação
8/8 • · * • · · ••ί:: ί : /: ·: /: : : lõ • «··* · · · · · · e de operação das mais diferentes chaves graduadas de carga.
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