BRPI0614877A2 - aparelho comutador - Google Patents

Abstract

APARELHO COMUTADOR. A presente invenção refere-se a um aparelho comutador tem uma armação com um entalhe circular na sua superfície de operação, uma manivela de operação disposta no entalhe, a dita manivela pode mudar de uma posição inferior correspondendo com o modo automático para uma posição superior correspondendo com o modo manual e a manivela é giratória no dito entalhe circular em ambas as posições, e mecanismo de engrenagens disposto na armação, o dito mecanismo de engrenagens compreende uma engrenagem principal, uma engrenagem da embreagem acoplada em um motor e uma engrenagem de ligação acoplada na engrenagem principal. A engrenagem principal, a engrenagem da embreagem e a manivela consistem de um dispositivo de embreagem, tal que no modo automático, a engrenagem principal engata a engrenagem da embreagem e, no modo manual, a engrenagem principal desengata da engrenagem da embreagem. Pelo fato de que o motor é desengatado da engrenagem principal no modo manual, a rotação da manivela de operação não interagirá com o motor, assim evita o conflito possível e dano resultante.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHOCOMUTADOR".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um aparelho comutador comdois modos de operação, particularmente a um usado em ATSE (equipa-mento de ligação de transferência automática).Antecedentes da Invenção

Aparelhos de ligação são amplamente usados em muitas áreas,tal como suprimento de força de emergência. No caso de uma falha repenti-na do suprimento de força, tipicamente um aparelho comutador é ativadopara transferir a linha de força da fonte normal de força para uma fonte desubstituição de força, tal como um gerador independente. A maior parte dosaparelhos de ligação pode ser operada em dois modos, isto é, automática emanualmente, para realizar o dito movimento de transferência.

Com referência à figura 9 a figura 11, um aparelho comutadorconvencional usado em ATSE é mostrado. A figura 9 é uma vista superior doaparelho comutador convencional no modo manual e as figuras 10, 11 mos-tram uma vista em corte esquemático do aparelho comutador convencionalno modo automático e modo manual, respectivamente.

O aparelho comutador convencional 1 tem uma armação 10,uma manivela 11, uma engrenagem da embreagem 12 acionada por um mo-tor via engrenagem principal (não mostrada) e uma engrenagem de ligação13. A armação 10 tem um entalhe circular 14 na sua superfície de operaçãoe um eixo de suporte 15, ao redor do qual a manivela pode girar para serlevantada.

No modo automático, como mostrado na figura 10, a manivela11 fica em uma posição inferior. O motor aciona a engrenagem principal viaengrenagem da embreagem 12 para girar, de acordo com o sinal de opera-ção automático recebido. A seguir a engrenagem principal aciona a engre-nagem de ligação 13 para completar o movimento de transferência de umcomponente de ligação para uma outra posição e ao mesmo tempo a mani-vela é acionada para girar também para prover a indicação da posição cor-respondente. Geralmente a manivela 11 tem uma marca, que em combina-ção com as marcas na superfície de operação da armação 10, pode indicara quantidade da rotação. Por exemplo, existem três marcas na superfície deoperação da armação 10, indicando uma posição "DESLIGADA", uma posi-ção "LIGADA-N" e uma posição "LIGADA-R".

No modo manual, a manivela 11 está levantada, como mostradona figura 11. Um manipulador pode girar a manivela 11 e a força aplicadapelo manipulador então é transmitida para a engrenagem de ligação 13.Como no modo automático, o ângulo de rotação é mostrado por meio dasmarcas na manivela 11 e superfície de operação e assim o processo detransferência, tal como a transferência de uma linha de força para a fontenormal de força ou para uma fonte de substituição, pode ser executado a-propriadamente.

Entretanto, na técnica anterior, a manivela 11 é acoplada na en-grenagem da embreagem 12 mesmo quando operada no modo manual.Quando o motor é conectado na engrenagem da embreagem 12, força adi-cional é necessária para girar o motor. Mesmo quando o suprimento de forçapara o motor é cortado, a força necessária é muito grande. Mas na técnicaanterior, a manivela auxiliar é um componente separado e propenso à perda.Além dessa desvantagem, a técnica anterior tem um inconveniente mais sé-rio. No modo manual, devido à possível operação errada, o motor pode ain-da ter suprimento de força e inalteradamente receber falsa ordem de opera-ção, e a operação manual provavelmente leva a danos do motor e outrosproblemas de segurança.

Sumário da Invenção

Um objetivo da presente invenção é prover um aparelho comu-tador operável no modo automático e modo manual que seja mais seguroquando operado no modo manual.

Um aparelho comutador de acordo com a presente invençãocompreende uma armação com um entalhe circular na sua superfície de o-peração, uma manivela de operação disposta no entalhe, a dita manivela éoperável para mudar de uma posição inferior correspondendo com o modoautomático para uma posição superior correspondendo com o modo manual,e a manivela é giratória no dito entalhe circular em ambas as posições, emecanismo de engrenagens disposto na armação, o dito mecanismo de en-grenagens compreende uma engrenagem principal, uma engrenagem daembreagem acoplada no motor e uma engrenagem de ligação acoplada naengrenagem principal. A engrenagem principal, a engrenagem da embrea-gem e a manivela consistem de um dispositivo de embreagem, tal que nomodo automático a engrenagem principal engata a engrenagem da embrea-gem e no modo manual a engrenagem principal desengata da engrenagemda embreagem.

Comparado com a técnica anterior, o aparelho comutador deacordo com a presente invenção é mais seguro na operação manual. Pelofato de que o motor desengata da engrenagem principal no modo manual, arotação da manivela de operação não interagirá com o motor. Então a ope-ração manual não influencia/será influenciada pelo movimento do motor.

Mesmo no caso da ocorrência de uma operação errada, por exemplo, umaordem de acionamento é enviada para o motor, a operação manual evitaconflitos possíveis e danos resultantes.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 mostra uma vista em perspectiva do aparelho comuta-dor de acordo com a presente invenção no modo automático.

A figura 2 é similar à figura 1, exceto que o aparelho comutadorde acordo com a presente invenção está no modo manual.

A figura 3 mostra uma vista em corte na posição de embreamen-to ao longo da linha A-A da figura 1.

A figura 4 mostra uma vista em corte na posição de desembre-amento ao longo da linha A-A da figura 2.

A figura 5 mostra a vista em corte de uma manivela com um e-Iemento de extensão e um elemento de fecho quando a manivela de exten-são está dentro da manivela.

A figura 6 mostra uma outra vista em corte da manivela quandoa manivela de extensão está pronta para operação (totalmente fora) da figu-ra 5.

A figura 7 mostra uma vista em corte de uma outra configuraçãodo dispositivo de embreagem do aparelho comutador de acordo com a pre-sente invenção.

A figura 8 mostra uma vista em corte de ainda uma outra confi-guração do dispositivo de embreagem do aparelho comutador de acordocom a presente invenção.

A figura 9 mostra uma vista superior do aparelho comutadorconvencional no modo manual.

A figura 10 mostra uma vista em corte esquemática do aparelhocomutador convencional no modo automático.

A figura 11 é similar à figura 10, exceto que o aparelho comuta-dor convencional está no modo manual.

Descrição Detalhada

Com referência à figura 1 a figura 4, um aparelho comutador deacordo com uma modalidade da presente invenção é mostrado. A figura 1 ea figura 2 mostram vistas em perspectiva do aparelho comutador no modoautomático e modo manual, respectivamente. As figuras 3 e 4 mostram vis-tas em corte ao longo da linha A-A na figura 1 e figura 2, respectivamente. Oaparelho comutador 200 compreende uma armação 210 com um entalhecircular 211 na sua superfície de operação, uma manivela de operação 230disposta no entalhe e um mecanismo de engrenagens compreendendo umaengrenagem principal 240 acoplada na manivela 230, uma engrenagem daembreagem 250 acoplada em um motor (não mostrado) e uma engrenagemde ligação 260 acoplada na engrenagem principal 240. A manivela 230 égiratória no entalhe circular 211 ao redor do centro do círculo e uma porçãoda manivela 230 forma um carne 231. Um eixo de suporte 212 é fixado naarmação e penetra a manivela 230 tal que a manivela pode girar ao redor dele.

Com referência à figura 1 e figura 3, nos modos automáticos, amanivela 230 fica em uma posição inferior e toda a manivela não se projetado entalhe circular 211. O carne 231 pressiona a engrenagem principal 240contra a força de mola para uma posição inferior onde a engrenagem princi-pal 240 engata com e pode ser acionada pela engrenagem da embreagem250. Na modalidade, a engrenagem principal 240 tem uma pluralidade dedentes na superfície interna na sua porção inferior, que se ajusta com dentesna superfície externa da engrenagem da embreagem 250 para formar umasérie de engrenagens interna.

Quando uma voltagem é aplicada no motor, o motor gira e acio-na a engrenagem da embreagem 250 para girar. Desde que a engrenagemprincipal 240 engrena a engrenagem da embreagem 250, a engrenagemprincipal 240 é acionada para girar também. Isso faz com que a engrenagemde ligação 260 gire e realize o movimento de transferência da transferênciade um componente de ligação, por exemplo, um comutador, para uma outraposição. Ao mesmo tempo, a manivela 230 gira e indica o ângulo de rotaçãopor meio de marcas sobre ela.

Com referência à figura 2 e figura 4, nos modos manuais, a ma-nivela 230 fica em uma posição superior e à manivela se projeta do entalhecircular 211 para cima e forma um ângulo reto com a superfície de operação.Nessa modalidade, para realizar uma tal mudança, um manipulador primeiropressiona um vazio em formato de ovo 232 na manivela 230 para gerar umaleve rotação e a seguir levanta a manivela 230 para uma posição vertical pormeio da depressão 233 em um lado da manivela 230. Quando a manivela230 gira, o carne 231 gira também e o ponto de contato entre o carne 231 ea engrenagem principal 240 retira-se em uma direção ascendente. Assim, aengrenagem principal 240 é empurrada por uma mola (não mostrada) parauma posição superior onde a engrenagem principal 240 desengata da en-grenagem da embreagem 250.

Quando a manivela 230 é levantada, ela pode ser girada manu-almente. Desde que a engrenagem principal 240 está acoplada na manivela230, a engrenagem principal 240 é acionada para girar também. Isso fazcom o que a engrenagem de ligação 260 gire e realize o movimento detransferência. O ângulo de rotação pode ser indicado pelas marcas na mani-vela 230 e na superfície de operação, então uma rotação desejada pode serrealizada.

Nessa modalidade, a manivela 230, a engrenagem principal 240e a engrenagem da embreagem 250 formam um dispositivo de embreagemjunto com a mola. O dispositivo de embreagem realiza o engate e desengateentre a engrenagem principal 240 e a engrenagem da embreagem 250 pormeio do carne 231 e da mola. No modo manual, desde que a engrenagemda embreagem 250 não está mais acoplada na manivela 230 via a engrena-gem principal 240, a operação manual se torna mais fácil e não influencia-rá/será influenciada pelo motor. Portanto, o aparelho comutador tem segu-rança melhorada no modo manual.

Com referência à figura 5 e figura 6, são apresentadas vistas emcorte ampliadas da manivela de operação nos dois estados sob operaçãonormal. A manivela de operação 230 compreende um elemento de extensão234 que pode ser inserido em uma fenda (não marcada) e retirado da fendano modo manual. Quando o elemento de extensão é retirado da fenda, umtorque maior é provido e torna mais fácil a operação manual. Quando o apa-relho comutador é usado em associação com alguns componentes particula-res de ligação tal como comutador de carga, a força de operação manualprecisa ser maior se provido o mesmo braço de força, porque um comutadorde carga precisa de força maior para ser transferido para uma outra posiçãodo que um interruptor. Portanto, o elemento de extensão 234 é especialmen-te útil quando todo o aparelho é usado com o comutador de carga. Alternati-vamente, o elemento de extensão pode ser de uma configuração dobrada,que pode ser desdobrada no modo manual.

Com referência à figura 5 e figura 6 novamente, a manivela 230também compreende um elemento de fecho 235 que pode ser inserido emalguma fenda e retirado da fenda no modo manual. O elemento de fecho 235tem uma fenda limite 2351 correspondendo com uma protuberância limite2341 formada no elemento de extensão 234. Como mostrado na figura 5,quando o elemento de fecho é retirado da fenda por comprimento adequado,um furo de fecho 2352 formado no elemento de fecho 235 alcança umamesma posição de um furo de fechamento 236 da manivela 230. Um fecho(não mostrado) pode ser usado para fechar o elemento de fecho 235 na ma-nivela 230 e devido à presença da fenda limite 2351 e da protuberância limi-te 2341, o elemento de extensão 234 não pode ser retirado. Então isso tornaimpossível retirar a manivela de extensão quando o fecho está inserido. Aocontrário, no caso de precisar de um torque maior, o elemento de fecho 235fica móvel na fenda e o elemento de extensão 234 pode ser retirado comomostrado na figura 6.

Como o aparelho comutador da figura 10 na técnica anterior, oaparelho comutador 200 pode ser usado em ATSE também. Três marcas"DESLIGADO", "Normal" e "Reserva" são providas na superfície de opera-ção para indicar três estados de ligação, isto é, estando desligado, estandoconectado na fonte normal de força e estando conectado em uma reserva.Em certos casos o aparelho comutador 200 pode precisar ser fechado emum estado, por exemplo, estado desligado. Nessa modalidade, o elementode fecho 235 e uma ranhura 213 (com referência à figura 1 e figura 2) for-mada na armação 210 cooperam para prover uma tal função. Como obser-vado da figura 2, quando a manivela 230 é virada para ficar na posição des-ligada, o elemento de fecho 235 pode ser retirado e inserido na ranhura 213parcialmente. A seguir o elemento de fecho 235 pode ser fechado na mani-vela 230 devido à presença do furo de fecho 2352 e do furo de fechamento236 de modo a impedir a rotação da manivela 230. Não é possível tirar ofecho em qualquer posição exceto DESLIGADO já que a fenda 213 é provi-da somente no DESLIGADO, então tornando impossível fechar em qualquerposição além do DESLIGADO, assim aumentando a segurança.

Para tornar o aparelho comutador 200 mais seguro sob opera-ção normal, um comutador de desligamento (não mostrado) para desligar osuprimento de força para o motor é provido. O comutador de desligamento éacoplado na engrenagem principal 240. Portanto, mesmo quando uma or-dem de operação automática é enviada para o motor por uma operação er-rada, o motor não receberá o sinal.

Na modalidade descrita acima, a manivela 230 muda de umaposição inferior para uma posição superior pelo movimento de rotação e aengrenagem principal 240 é impelida pelo carne 231 e a mola para se moverde maneira correspondente. Então a manivela 230, a engrenagem principal240 e a engrenagem da embreagem 250 constituem um dispositivo de em-breagem. Certamente existem outras maneiras de formar um dispositivo deembreagem funcionalmente equivalente ao dito dispositivo de embreagem euma outra construção possível para o dispositivo de embreagem é dada co-mo a seguir.

Com referência à figura 7, a manivela de operação 330 pode semover no entalhe circular 311 de uma armação 310 para cima e para baixocomo um pistão. A engrenagem principal 340 para acionar a engrenagem deligação 360 é fixada na manivela 330 para formar uma construção integralde modo que o movimento da engrenagem principal 340 é consistente comesse da manivela 330. Uma engrenagem da embreagem 350 é disposta soba engrenagem principal 340, de modo que a manivela 330, a engrenagemprincipal 340 e a engrenagem da embreagem 350 constituem um dispositivode embreagem. Um elemento de operação separável ou inseparável 332 édisposto em uma fenda cilíndrica 331 da manivela 330. O elemento de ope-ração 332 é usado para puxar a manivela 330 e a embreagem principal 340para uma posição superior, isto é, posição da operação manual. O elementode operação 332 pode ser retirado da fenda para prover um torque maiorcomo o elemento de extensão 234. Alternativamente, a manivela de opera-ção 330 pode ser formada como um sólido sem fenda dentro dela, mas ain-da tem a protuberância como o elemento de operação. Porque é esperadoque a manivela 330 fique sob o nível da superfície de operação na sua posi-ção inferior, isto é, posição de operação automática, o entalhe circular 311pode ser mais profundo do que o mostrado na figura 1 a figura 6.

Com referência à figura 8 é mostrada uma outra configuração deum dispositivo de embreagem composto de uma engrenagem principal euma engrenagem da embreagem. A engrenagem principal 440 pode se mo-ver na direção vertical na armação 410 e empurrar uma engrenagem da em-breagem 450 para baixo. Ambas a engrenagem principal 440 e a engrena-gem da embreagem 460 podem girar ao redor do eixo O sem qualquer inte-ração entre elas devido ao mancai de esferas 470 disposto entre elas. Nomodo automático, a engrenagem da embreagem 450 engata com duas en-grenagens de ligação 460 e assim pode acioná-las. Uma manivela de opera-ção 430 pode ser usada para pressionar a engrenagem principal 440 e aengrenagem da embreagem 450 para uma posição inferior tal que a engre-nagem principal 440 substitui a engrenagem da embreagem 450 para acio-nar a engrenagem de ligação 460. A parte inferior da manivela de operação430 pode se inserir dentro e ajustar-se com uma fenda 441 na engrenagemprincipal 440, assim pela rotação da manivela de operação 430, a engrena-gem principal 440 pode ser girada ao redor do eixo O. No modo automático,porque a engrenagem principal 440 não é acionada pela engrenagem daembreagem 450, um componente de indicação acoplado na engrenagem deligação 460 pode ser necessário para mostrar o estado no momento, comomarcas do aparelho comutador descrito acima.

O aparelho comutador mostrado na figura 8 pode ser modifica-do. Por exemplo, a engrenagem principal pode ter um furo direto ao longo doeixo Oea manivela de operação pode pressionar a engrenagem da embre-agem diretamente e empurrá-la para a posição inferior. Uma tal configuraçãonão envolve o movimento da engrenagem principal na direção vertical. Por-tanto, uma disposição necessária é que a engrenagem principal engate coma engrenagem de ligação em ambos o modo automático e o modo manual.

Uma outra modificação, que pode ser mais simples na concep-ção, porém mais complicada na construção, será apresentada aqui. Nessemomento nenhuma da engrenagem principal e engrenagem da embreagempode se mover ao longo do eixo O. É o movimento da engrenagem de liga-ção que realiza a conversão de engate para desengate entre a engrenagemde ligação e a engrenagem da embreagem. Desde que geralmente o núme-ro da engrenagem de ligação é maior do que um, tal configuração pode sermais complicada.

No uso prático, uma engrenagem inativa pode ser necessáriapara ser ajustada entre a engrenagem de ligação e a engrenagem da em-breagem como uma engrenagem de acionamento intermediária.Dada a descrição e desenhos precedentes, a concepção da pre-sente invenção se torna clara. Isto é, no modo automático, uma unidade deoperação automática, isto é, engrenagem da embreagem, engata com o me-canismo de ligação, isto é, engrenagem de ligação, e no modo manual, odesengate acontece entre elas. Durante o período de transferência do apa-relho comutador do modo automático para o modo manual, pelo menos umada unidade de operação automática e da engrenagem de ligação é movidapara causar o desengate. A seguir uma unidade de operação manual, isto é,a combinação da manivela de operação e da engrenagem principal, é usadae aciona o mecanismo de ligação. Deve ser entendido que quando adotandouma configuração como essa na figura 1 a figura 4, a engrenagem principalé uma parte comum da unidade de operação automática e da unidade deoperação manual. Nessa modalidade, a engrenagem principal e a manivelaconstituem a unidade de operação manual e a engrenagem principal combi-na com a engrenagem da embreagem para formar a unidade de operaçãoautomática ao mesmo tempo.

Embora os princípios da invenção tenham sido mostrados edescritos em conjunto com uma modalidade preferida, é para ser entendidoque tal modalidade é exemplar e não limitadora.

Claims (19)

1. Aparelho comutador operável no modo automático e modomanual, compreendendo:-uma armação com um entalhe circular na sua superfície de o-pe ração,-uma manivela de operação disposta no entalhe, a dita manivelasendo operável para mudar de uma primeira posição correspondendo com omodo automático para uma segunda posição correspondendo com o modomanual,- mecanismo de engrenagens disposto na armação, o dito me-canismo de engrenagens compreendendo uma engrenagem principal aco-plada na manivela, uma engrenagem da embreagem acoplada em um mo-tor, uma engrenagem de ligação acoplada na engrenagem principal, a ditaengrenagem de ligação tendo pelo menos duas posições de ligação,caracterizado em que a engrenagem principal, a engrenagem da embrea-gem e a manivela são construídas tal que no modo automático a engrena-gem principal engata a engrenagem da embreagem e no modo manual aengrenagem principal desengata da engrenagem da embreagem.

2.Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 1, carac-terizado em que o aparelho comutador compreende um eixo de suporte fixa-do na armação, ao redor do qual a manivela gira da primeira posição para asegunda posição.

3.Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 2, carac-terizado em que a manivela também compreende um carne pressionandocontra a engrenagem principal, quando a manivela gira ao redor do eixo desuporte, a engrenagem principal é forçada para se mover verticalmente via ocarne.

4.Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 3, carac-terizado em que o aparelho comutador compreende um recurso de orienta-ção para orientar a engrenagem principal em direção à manivela.

5.Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 4, carac-terizado em que a manivela de operação também compreende um elementode extensão para aumentar o torque no modo manual.

6. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 5, carac-terizado em que o elemento de extensão fica contido em uma tenda da ma-nivela e pode ser retirado no modo manual.

7. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 6, carac-terizado em que o aparelho comutador compreende um elemento de fecho,que pode ser fechado para impedir a rotação da manivela de operação noentalhe no modo manual quando a manivela corresponde com uma certaposição.

8. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 1, carac-terizado em que a manivela pode se mover no entalhe circular verticalmenteda posição inferior para a posição superior.

9. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 8, carac-terizado em que a manivela e a engrenagem principal formam uma constru-ção integral.

10. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizado em que a manivela de operação também compreende um ele-mento de extensão para aumentar o torque no modo manual.

11. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 10, ca-racterizado em que o elemento de extensão fica contido em uma fenda damanivela, e pode ser retirado no modo manual.

12. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 10, ca-racterizado em que o elemento de extensão é dobrado e pode ser desdo-brado no modo manual.

13. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 1, tam-bém compreendendo um elemento de fecho que pode ser fechado para im-pedir a rotação da manivela de operação no entalhe no modo manual quan-do a manivela corresponde com uma certa posição.

14. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 13, emque a manivela de operação também compreende um elemento de extensãopara aumentar o torque no modo manual, o elemento de fecho pode ser fe-chado para impedir o uso do elemento de extensão.

15. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizado em que o aparelho comutador compreende uma chave de corte,que interrompe o suprimento de força para o motor no modo manual.

16. Aparelho comutador operável no modo automático e modomanual, compreendendo: uma armação,- uma unidade de operação manual,- uma unidade de operação automática,- um mecanismo de ligação,caracterizado em que, no modo automático, a unidade de operação automá-tica engata com o mecanismo de ligação para acionar o mecanismo de liga-ção, e no modo manual, a unidade de operação manual engata com o me-canismo de ligação para acionar o mecanismo de ligação e a unidade deoperação automática desengata do mecanismo de ligação.

17. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 16, ca-racterizado em que a unidade de operação automática compreende umaengrenagem da embreagem, a dita engrenagem da embreagem é operávelpara mudar a sua posição em relação ao mecanismo de ligação.

18. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 16, ca-racterizado em que o mecanismo de ligação compreende uma engrenagemde ligação, a dita engrenagem de ligação é operável para mudar a sua posi-ção em relação à unidade de operação automática.

19. Aparelho comutador, de acordo com a reivindicação 16, ca-racterizado em que a unidade de operação manual e a unidade de operaçãoautomática são construídas de modo que não existe intervenção entre osmovimentos de ambas as unidades.