УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ ПОЛОЖЕНИЙ Российский патент 2001 года по МПК G01D5/251 G08C19/30 

Изобретение относится к устройству сигнализации положений и предназначено для электроприводов ступенчатых выключателей, переключателей или катушек с втяжным сердечником.

Устройства сигнализации положений в качестве составляющей части электропривода служат для дистанционной индикации или дистанционной информации о положении соответствующего ступенчатого переключателя.

Они регистрируют положение электрическим путем и обрабатывают полученную информацию; обработанная информация является исходным пунктом и предпосылкой для собственно индикации положения, которая осуществляется, к примеру, оптическим путем с помощью светового табло или с помощью стрелочного прибора.

Такие устройства сигнализации положений известны из производственной инструкции "Электропривод МА7", Impressum BA40/90de-0391/2000.

Они состоят из блока сигнальных контактов, в котором большое число сигнальных контактов, которые соответствуют различным рабочим положениям ступенчатого выключателя или др., расположены в одной цепи и могут включаться с помощью подвижного скользящего контакта.

На практике существуют многочисленные варианты обработки полученной информации об актуальном положении, а именно: устройство сигнализации положений для световых табло включается с прерыванием от одного сигнального контакта к следующему. Подвижный скользящий контакт и сигнальные контакты цепи выведены на подсоединительные клеммы.

Устройства сигнализации положений для дистанционных показаний с помощью стрелочных приборов включаются без прерываний от одного сигнального контакта к следующему. Для n рабочих положений между контактами положений вмонтировано n-1 сопротивлений с отводами. Начало и конец цепи контактов, а также подвижный скользящий контакт выведены на подсоединительные клеммы.

Устройства сигнализации положений с диодной матрицей выдают закодированный сигнал, например, в коде BCD или в коде Грея.

Устройства сигнализации положений для декадных световых табло позволяют осуществлять декадную индикацию.

При устройствах сигнализации положений с линией с нормально замкнутыми контактами контакт размыкается в соответствующем рабочем положении.

Согласно уровню техники для каждого упомянутого случая применения используют специальные, имеющие особую форму и оснащенные дополнительными, выделенными для специального случая применения конструктивными элементами. При выполнении для дистанционной индикации с помощью стрелочного прибора, например, как правило, прибора со скрещенными катушками, требуемые отдельные сопротивления предусмотрены непосредственно между отдельными сигнальными контактами, которых касается скользящий контакт.

Эти известные специализированные для соответствующих случаев применения устройства сигнализации положения имеют многие недостатки.

Во-первых, изготовление и поддерживание различных и оснащенных различными конструктивными элементами с различной конфигурацией компоновки сигнальных контактов сложны в технологическом отношении и дороги.

Во-вторых, невозможно гибко приспосабливать устройство сигнализации положений к другим требованиям, которые могут возникнуть, например, благодаря тому, что нужно срочно изменить вид изображения показаний положения, например, существующее до этого световое табло нужно заменить стрелочным устройством с прибором со скрещенными катушками.

Задачей изобретения является предложить устройство сигнализации положений, которое можно комплектовать с помощью модулей и которое позволяет простым способом реализовать самые различные возможности обработки информации о положении ступенчатого переключателя и дистанционной индикации или форм представления этой информации.

Эта задача решается с помощью устройства сигнализации положений данного вида согласно первому пункту формулы изобретения.

Зависимые пункты относятся к предпочтительным усовершенствованиям изобретения.

Согласно изобретению устройство сигнализации положения состоит из двух пространственно разделенных конструктивных узлов, которые связаны между собой:
- блока сигнальных контактов для получения информации о соответствующем рабочем положении электропривода и
- модуля сигнализации положения для обработки информации в соответствии с желательной формой индикации рабочего положения электропривода.

На фиг. 11, которая далее будет пояснена более подробно, это разделение на блок сигнальных контактов и модуль сигнализации положения показано схематически.

Особенно предпочтительным в решении согласно изобретению является универсальное выполнение блока сигнальных контактов, которое больше не должно быть привязано к определенным случаям применения.

Благодаря пространственному разделению согласно изобретению блока сигнальных контактов для получения информации, с одной стороны, и легко заменяемого модуля для обработки информации, с другой стороны, возможна простая подгонка ко всем промышленным ситуациям лишь путем замены модуля сигнализации положения.

Другое преимущество изобретения состоит в том, что отпадает необходимость в конструктивных элементах для обработки информации, например, сопротивлениях (для стрелочных показаний), диодах (для кодированной информации) или реле (для линий с нормально замкнутыми контактами), на собственно блоке сигнальных контактов.

Это является существенным отличием по сравнению с уровнем техники. Блок сигнальных контактов, благодаря этому, может изготовляться проще и технологически более благоприятно, оснащение выше указанных деталей в отдельном модуле сигнализации положения также более благоприятно - также и при возможно необходимой замене отдельных, пришедших в негодность в процессе работы деталей.

Особенно предпочтительно заменяемый модуль сигнализации положения может служить одновременно в качестве места для электрических соединительных проводов, которые ведут к соответствующим дистанционным индикаторам.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения электрические конструктивные элементы в отдельных модулях сигнализации положения в каждом случае расположены и подключены таким образом, что путем простого поворота соответствующих штепсельных разъемов на 180 градусов и новой установки на соответствующий модуль можно изменить направление поворота проходимых рабочих положений.

Изобретение поясняется более подробно на основе чертежей.

Фиг. 1 - блок сигнальных контактов в качестве составляющей части устройства сигнализации положений.

Фиг. 2 - подключение этого блока сигнальных контактов к первому передающему штекеру.

Фиг. 3 - таблица соответствия между отдельными контактными элементами устройства сигнализации положений, которые соответствуют возможным рабочим положениям 1-36 электропривода и отдельным штырям передающего штекера.

Фиг. 4 - электрическая схема первого модуля сигнализации положений.

Фиг. 5 - другая электрическая схема второго модуля сигнализации положений.

Фиг. 6 - электрическая схема третьего модуля сигнализации положений.

Фиг. 7 - электрическая схема четвертого модуля сигнализации положений.

Фиг. 8 - электрическая схема пятого модуля сигнализации положений.

Фиг. 9 - представленный на фиг. 7 электрической схемой четвертый модуль сигнализации положений.

Фиг. 10 - представленный на фиг. 8 электрической схемой пятый модуль сигнализации положений.

Фиг. 11 - схематический общий вид устройства сигнализации положений согласно изобретению.

Представленный на фиг. 1 блок сигнальных контактов имеет плату 1, она содержит расположенные по кругу отдельные, изолированные друг от друга сигнальные контакты 11. Далее, она имеет на концентрическом по отношению к этому кругу сплошное отводящее контактное кольцо 12. Кроме цепи контактов, на плате 1 расположен микровыключатель 3, который имеет управляющий рычаг 31. Блок сигнальных контактов состоит далее из кулачкового диска 2, который установлен с возможностью вращения на плате 1, для чего служит подшипник 21, который предусмотрен по центру в центральной точке концентрических цепей сигнальных контактов 11 и отводящего контактного кольца 12. Привод осуществляется посредством вала 4. Торцевая сторона кулачкового диска 2 имеет контур 22 кулачка, который взаимодействует с управляющим рычагом 31 микровыключателя 3. На обращенной к плате 1 стороне на кулачковом диске 2 расположен проводящий контактный мостик 23, который на одном конце включает сигнальные контакты и который другим свободным концом постоянно скользит по отводящему контактному кольцу 12. Контактный мостик 23 вставляется в отверстия 24.

С помощью этого блока при вращении кулачкового диска 2 различные сигнальные контакты 11 могут друг за другом соединяться с отводящим контактным кольцом 12. Одновременно с помощью контура 22 кулачка приводится в действие подключенный в электрическую цепь микровыключателель 3. Это происходит таким образом, что микровыключателель 3 в каждом случае размыкает электрическую цепь, прежде чем контактный мостик 23 при повороте полностью оставит прежний сигнальный контакт и вновь замкнет электрическую цепь, после того, как контактный мостик 23 достиг нового сигнального контакта. Таким образом, имеет место прерываемое переключение. Такая компоновка является предметом не опубликованного ранее немецкого патента 19705576.

На фиг. 2 показано, что в блоке сигнальных контактов расположен первый штепсельный разъем 5, штыри 1-40 которого находятся в электрическом соединении с сигнальными контактами и электрической цепью, образованной из отводящего контактного кольца и микровыключателя. Из этой фигуры видно, что микровыключатель 3 может перекрываться электропроводящим мостиком 32, т.е. может приводиться в бездейственное состояние. Далее, выше было описано, с помощью микровыключателя 3 осуществляется прерываемое переключение. Если в особых случаях применения, как, например, для управления индикаторным прибором, желательно мостиковое переключение, то можно простым способом путем перекрытия мостиком 32 привести микровыключатель в состояние бездействия, не нуждаясь в изменении самой компоновки сигнальных контактов в ее конструкции.

Фиг. 3 показывает таблицу соответствия представленной на фиг. 2 схемы подключения. В верхней строке представлены возможные рабочие положения 1-36, которые согласуются с соответствующими сигнальными контактами. В нижней строке представлены соответствующие штыри 1-40 первого штепсельного разъема 5, которые в каждом случае находятся с ними в электрическом соединении. В сочетании с фиг. 2 можно увидеть, что штыри 19-22 электрически соединены не с определенными сигнальными контактами, а с электрической цепью, образованной из отводящего контактного кольца 12 и микровыключателя 3.

Фиг. 4 показывает электрическую схему первого модуля сигнализации положения, в котором, при пространственном разделении с описанной до этого компоновкой сигнальных контактов, осуществляется обработка информации, переданной посредством первого штепсельного разъема 5 электрической информации. В этом случае речь идет о простом устройстве нормально замкнутых контактов, в котором каждому отдельному рабочему положению придан соответствующий исходящий сигнал, который направляется, например, на отдельную индикаторную лампу.

Фиг. 5 показывает электрическую схему второго возможного модуля сигнализации положения, которая действует как линия с нормально замкнутыми контактами.

Фиг. 6 показывает электрическую схему модуля сигнализации положения, в котором с помощью выбранного подключения и показанной диодной матрицы производится закодированная в BCD-коде информация о рабочем положении и предоставляется в распоряжение в представленных слева передающих точках.

Фиг. 7 показывает электрическую схему еще одного возможного модуля сигнализации положения, который выполнен в виде компоновки сопротивлений таким образом, что в представленных внизу точках передачи производится пригодная для управления прибором со скрещенными катушками информация. При этом варианте управляют непрерывно показывающим индикационным прибором и требуется мостиковое подключение сигнальных контактов. В этом случае следовало бы, таким образом, описанный выше микровыключатель 3 перекрыть также уже описанным мостиком 32 и таким образом сделать его бездействующим в его функции.

Фиг. 8 показывает электрическую схему пятого модуля сигнализации положения. Этот показанный здесь модуль сигнализации положения представляет собой так называемый универсальный модуль, причем во внутренней части не производится никаких жестких электрических подключений, а электрические контактные точки по желанию могут соединяться друг с другом с помощью контактных мостиков, так называемых перемычек. Такое универсальное устройство, как оно здесь представлено, пригодно для 35 положений, в варианте выполнения в качестве линии с нормально замкнутыми контактами, однако лишь для 19 рабочих положений.

Из представленных на фиг. 4-8 пяти различных электрических схем модулей сигнализации положения, которые в каждом случае устроены в виде самостоятельных конструктивных групп, пространственно отделенных от блока сигнальных контактов и могут электрически соединяться с ним, ясно, что из двух конструктивных групп - простым способом можно осуществить подгонку к различным требованиям. При этом в каждом случае нужно лишь применить соответствующий модуль сигнализации положения, остальные детали всего устройства остаются неизменными. Можно также путем замены соответствующих модулей сигнализации положения простым образом изменить функцию и все устройство тем самым приспособить к измененным требованиям показаний.

Фиг. 9 показывает модуль 6 сигнализации положения, электрическая схема которого уже представлена на фиг. 7 и пояснена выше. Он имеет другой штепсельный разъем 61, который внутри электрически соединен с отдельными сопротивлениями. В модуле предусмотрены другие крепежные средства 62. На нижней стороне расположены выходные клеммы 64. Обозначения 65 соответствуют представленным в нижней части фиг. 7 обозначениям выходов, которые ведут к индикационному прибору.

Фиг. 10 показывает модуль 7 сигнализации положения, электрическая схема которого уже пояснена в связи с фиг. 8; при этом речь идет об универсальном, оснащаемом дополнительно варианте выполнения. Здесь также предусмотрен другой штепсельный разъем 71, который находится внутри в электрическом соединении с уже поясненной выше электрической схемой. На нижней стороне снова предусмотрены выходные клеммы 73, обозначения 74 которых соответствуют обозначению выходных точек в нижней части, показанной на фиг. 8, относящейся к ним электрической схемы. С помощью устанавливаемых дополнительно контактных мостиков при модуле 7 сигнализации положения можно также дополнительно выбрать соответствующую матрицу для обработки информации.

Фиг. 11 показывает общее устройство сигнализации положений согласно изобретению в схематическом изображении.

В верхней части находится блок сигнальных контактов, который имеет первый штепсельный разъем 5 с описанными выше электрически соответствующими подсоединениями.

На некотором расстоянии расположены модули сигнализации положения, например, описанные и представленные на фиг. 9 и 10 модули 6 и 7, которые также имеют соответственно по штепсельному разъему 61 или 71. Соединение между этими обоими конструктивными узлами осуществляется с помощью электрического соединительного провода 8, который на своих обоих концах имеет штекерный провод 81, 82, который соответственно связан со штырями штепсельного соединения 5 с одной стороны, и 61 или 71 с другой стороны. Конечно, вместо описанных модулей 6 или 7 сигнализации положения можно также подключить такие другие модули с другими модификациями обработки информации. Таким образом, как уже пояснялось, простым образом, без вмешательства в блок 1 сигнальных контактов, является возможной простая подгонка всего устройства.

Изобретение относится к аппаратуре сигнализации положений для электроприводов ступенчатых выключателей, переключателей ответвлений или катушек с втяжным сердечником. Устройство состоит из двух отдельных конструктивных узлов, а именно из блока сигнальных контактов и пространственно отделенного модуля сигнализации положения. Оба конструктивных узла электрически связаны друг с другом таким образом, что полученная в блоке сигнальных контактов информация передается в модуль сигнализации положения. В последнем осуществляется обработка информации, которая зависит от вида и способа индикации и может достигаться путем соответствующего выбора модулей сигнализации положения. Устройство позволяет простыми средствами реализовать различные возможности обработки информации о положении ступенчатого переключателя и дистанционной индикации или представления информации. 6 з.п.ф-лы. 11 ил.

1. Устройство сигнализации положений, предназначенное для электроприводов ступенчатых переключателей, переключателей ответвлений или катушек с втяжным сердечником, в котором предусмотрен блок (1) сигнальных контактов, который содержит большое число жестких сигнальных контактов (11), которые соответствуют различным рабочим положениям ступенчатого переключателя, переключателя ответвлений или катушки с втяжным сердечником, причем каждый из жестких контактов (11) может контактировать посредством вращаемого, проводящего контактного мостика (23), который, в свою очередь, ведет к сигнальному отводу (13), а также предусмотрены средства для обработки или оценки информации, переданной блоком (1) сигнальных контактов, отличающееся тем, что контактный мостик (23) с помощью промежуточного подключенного мгновенного выключателя (3) соединен с сигнальным отводом (13), который ведет к средствам обработки или оценки информации, причем мгновенный выключатель (3) при переключении между соседними жесткими сигнальными контактами (11) кратковременно прерывает электрическое соединение контактного мостика (23) с сигнальным отводом (13), а средства обработки или оценки информации расположены в модуле (6, 7) сигнальной информации в отдельном корпусе при пространственном отделении от блока (1) сигнальных контактов, при этом соединение между блоком (1) сигнальных контактов и модулем (6, 7) осуществляется с помощью известных первого и второго штепсельных разъемов (5; 61, 71) и промежуточно подключенного электрического соединительного провода (8) с соответствующими штекерами (81, 82), причем, по меньшей мере, один из штепсельных разъемов (5; 61, 71) выполнен симметричным, а сигнальный отвод (13) и жесткие сигнальные контакты (11) находятся в электрической связи с первым штепсельным разъемом (5) таким образом, что путем переключения, по меньшей мере, одного симметричного штепсельного разъема (5; 61, 71) на 180^o относительно сопряженного штекера (81, 82) изменяется направление вращения проходимого рабочего положения сигнального контакта (11). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства обработки информации состоят из электрической схемы, а информация преобразуется в сигнал положения посредством светового табло. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства обработки информации состоят из электрической схемы, а информация преобразуется в сигнал положения посредством стрелочного прибора. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства обработки информации состоят из электрической схемы, а информация преобразуется в сигнал положения посредством диодной матрицы согласно коду, например, BCD-коду или коду Грея. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства обработки информации состоят из электрической схемы, а информация преобразуется в сигнал положения для декадного светового табло. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства обработки информации состоят из электрической схемы, а информация преобразуется в сигнал положения в линии с нормально замкнутыми контактами. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства обработки информации состоят из универсальной мостовой матрицы, причем с помощью индивидуально приводимых в соединение электропроводящих мостиков может достигаться соответствующая форма информации в виде сигнала положения.