Устройство для определения угла поворота подвижного механизма

 

I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ПОДВИЖНОГО МЕХАНИЗМА , содержащее подвижную обойму, жестко соединенную с ьюханизмом, датчик угла поворота, связанный с выходным преобразователем, о т л ича ю щее с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит неподвижную обойму, связанную с неподвижным основанием механизма и образующую с подвижной обоймой кольцевую герметичную полость, в которой размещен датчик угла поворота, связанный через соосный вращающийся элемент с подвижной обоймой. а -ч1 4 у 2Z Фи-i.l

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ)(РЕСПУБЛИК

Ъ(Я) G 01. P 3 02

«Ж И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

07.

{21) 2625352/18-24 (22) 17.05.78 (31) КО-2860 (32) 18.05.77 (33) ВНР (46) 15. 12.83. Вюл. Р 46 (72) Реже. Эльсас (BHP) (71) Олайтерв Кеолай-еш Газипари

Тервеэе Валлалат (ВНР) .(53) 621-327(088.8) (56) 1. Агейкин Д.И., Костина Е.Н., Кузйецова Н.Н. Датчики систем аВ, томатического контроля и регулирования. N. Машиностроение, 1959, с. 40.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 356560, кл. «, 01 Р 3/24, 1971 (прототип) .

ÄÄSU ÄÄ 10 А (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ- :

НИЯ УГЛА ПОВОРОТА ПОДВИЖНОГО МЕХАНИЗМА, содержащее подвижную обойму., жестко соединенную с механизмом, датчик угла поворота, связанный с выходным преобразователем, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит . неподвижную обойму, связанную с неподвижным основанием механизма и образующую с подвижной обоймой кольцевую герметичную полость, в которой размещен датчик угла поворота, связанный через соосный вращающийся элемент с подвижной обоймой.

1061710

2 ° Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчик угла поворота и вращающийся элемент выполнены .в виде кулачка, связанного с подвижной обоймой. посредством гофрированной пружинной шайбы, а приемные элементы выходного преобразователя, размещенного на внешней стороне неподвижной обоймы, через отвер.стие, выполненное в цилиндрической стенке неподвижной обоймы, размеще-. ны в плоскости перемещения кулачка.

3. Устройство по п. 2,.о т л ич а ю щ е е с я тем, что на поверхности кулачка и внутренней поверхности неподвижной обоймы выполнены стопорящие выступы и пазы.

4, Устройство.по пп. 1 - Э, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью изменения коэффициента масшта.бирования Устройства, между подвижной обоймой и датчиком угла поворота в кольцевой герметичной полости расположена планетарная передача, планетарная шестерня которой связана

Изобретение относится к устройствам, воспринимающим состояние движения скручивающихся деталей, передаю щих движение механизмов, вырабатывающим в зависимости от мгновенного 5 значения угла информационный сигнал, и может быть смонтировано на движущейся конструкции, а именно на цилиндрических затворах или дроссельных устройствах, например запорных клапанов, шиберах, вентилях, кранах или на составных частях этих органов

Известны устройства для индикации положения запорной арматуры трубопроводов, выдающие сигналы на центральный контрольный пункт о закрытом, среднем или открытом положении арматуры трубопроводов 1).

Однако для специальных областей применения указанных устройств, т.е. там, где требуется дополнительное подключение и калибровка уже смонтированной и испытанной аппаратуры, установка их является очень дорогой °

Известно также устройство для определения угла поворота подвижного механизма, содержащее подвижную обойму, жестко соединенную с механизмом, причем датчик угла поворота и выходНой преобразователь, корпус и обойма известного устройства образуют кольцевое пространство, через которое усилие гидравлически эксцентричным кольцом подшипника с подвижной обоймой, Причем планетар,.ная шестерня выполнена с двумя зуб чатыми венцами с различным диаметром ,делительной окружности и передаточ ным отношением, первый зубчатый венец связан с зубчатым венцом кольцевой шестерни с внутренними зубьями, закрепленной на неподвижной обойме, второй зубчатый венец связан с соос- . ным вращающимся элементом, являющимся центральным колесом планетар;ной передачи. .5, Устройство по п. 4, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что центральное колесо планетарной передачи установлено с воэможностью вращения на неподвижной обойме. б. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения пожаро- и взрывобезопасности, а также безопасности от внешнего избыточного давления, между обоймами установлены подшипники и выполнен пламягасящий зазор. передается на датчик положения угла (2 3 °

Однако известная конструкция непригодна для определения конечного углового положения в пределах одного, оборота беэ дополнительных преобра-. зователей, а также не является простой и технологичной при установке на подвижный механизм.

Цель изобретения — упрощенве устройства, изменение коэффициента масштабирования и обеспечение пожарои взрывобезопасности, а также безопасности от внешнего избыточного давления.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройстве для определения угла поворота подвижного механизма, содержащем подвижную обойму, жестко соединенную с механизмом, датчик угла поворота, связанный с выходным преобразователем, установлена неподвижная обойма, связанная с неподвижным основанием механизма и образующая с подвижной обоймой кольцевую герметичную полость, в которой размещен датчик угла поворота, связанный через соос ный вращающийся элемент с подвижной обоймой.

Датчик угла поворота и вращающийся элемент выполнены в виде кулачка, связанного с подвижной обоймой посредством гофрированной пружинной

1061710 шайбы, а приемные элементы выходно. го преобразователя, размещенного на внешней стороне неподвижной обоймы, через отверстие, выполненное в,цилиндрической стенке неподвижной обоймы, размещены в плоскости пере. мещения кулачка, а на поверхности кулачка и внутренней поверхности не.подвижной обоймы выполнены стопорящие выступы и пазы.

Кроме того, между подвижной обой- 10 мой и датчиком угла поворота в кольцевой герметичной полости расположена планетарная передача, планетарная шестерня которой связана эксцентричным кольцом подшипника с подвиж- )5 ной обоймой, причем планетарная шестерня выполнена с двумя зубчатыми венцами с различным диаметром делительной окружности и передаточным отношением, первый зубчатый венец связан с зубчатым венцом кольцевой шестерни с внутренними зубьями, закрепленной на неподвижной .обойме, второй зубчатый венец связан с соосным вращающимся элементом, являющимся центральным колесом планетарной передачи, а центральное колесо планетарной передачи установлено с возможностью вращения на неподвижной обой.ме.

При этом между обоймами установле- Зр ны.подшипники и выполнен пламягасящий зазор.

На фиг.l показаны подвижные и не-. подвижные обоймы в сборе; на фиг.2 вариант исполнения устройства с пла- 35 мягасящим зазором; на фиг.3 - устройство с установленным в кольцевом пространстве между обоймами датчиком угла поворота в виде кулачка, взаимодействующего с выходным преобразо- 4р вателем, вид сверху; на фиг.4 — выходной преобразователь, один из вариантов; на фиг.5 — вариант устройства с планетарной передачей, вид сверхуу на фиг.б - то же, вид сбоку. 4

Конкретный объект, на который устанавливается устройство, определяет, из скольких частей оно будет состоять в готовом виде.

Существенным является то, что после сборки две кольцевые детали (подвижная и неподвижная обоймы) уложены друг на друга и образуют между собой кольцевое пространство.

Эти детали — неподвижная обойма 1 и укрепленная на ней подвижная обой- 55 ма 2 — представлены на фиг.l, причем для обеспечения их взаимного скручивания установлены подшипники 3, а для защиты от влаги может быть установлено уплотнение 4. 60

При выполнении оборудования в пожаро- и взрывоопасном исполнении, а также для обеспечения безопаснос.ти от внешнего избыточного давления между обоймами выполнен пламягасящий зазор 5 с уплотнением 4 в нем.

Устройство (фиг.3) также содержит жестко закрепленное на неподвижной обойме 1 колесо 6 со стопорным пазом. На внешней стороне обоймы 1 установлен закрытый корпус 7, в котором установлен выходной преобразователь 8, который может быть выполнен в виде микровыключателей 9, приводимый в действие рычагом 10.

Рычаг 10 является приемным элементом выходного преобразователя 8 и воспринимает через отверстие ll выполненное в цилиндрической стенке 12 неподвижной обоймы 1, движение датчика угла поворота. Датчик угла поворота и вращающийся элемент представляют собой кулачок 13, связанный через гофрированную пружинную шайбу 14 с подвижной обоймой 2, жестко соединенную с механизмом, угол поворота которого определяется. Неподвижная обойма 1 связана с неподвижным основанием. Гофрированная пружинная шайба 14 с помощью силы трения создает гарантированное напряжение между обоймой 2 и кулачком 13, размещенным в кольцевой герметичной полости 15.

На кулачке 13 выполнен стопор 16 для взаимодействия с пазом на колесе 6.

Устройство по варианту, изображенному на фиг. 5 и 6, содержит подвижную обойму 2, неподвижную обойму

1. Между подвижной обоймой .1 и датчиком угла поворота размещена планетарная передача, состоящая иэ кольцевой шестерни 17 (фиг.бj с внутренними зубьями планетарной шестерни с двумя зубчатыми венцами 18 и 19 и соосного вращающегося элемента 20 с зубчатым венцом с внутренними зубьями, являющегося центральным колесом планетарной передачи. Планетарная шестерня с венцами 18 и 19 установлена с возможностью вращения на эксцентричном кольце 21 подшипника. Эксцентричное кольцо 21 жестко связано с подвижной обоймой 2. Первый зубчатый венец 18 планетарной шестерни находится в зацеплении с кольцевой шестерней 17, которая жестко связана с неподвижной обоймой

1. Второй зубчатый венец 19 связан с зубчатым венцом центрального колеса

20 планетарной передачи. Центральное колесо 20 планетарной передачи может быть установлено с возможностью вращения на неподвижной обойме 1.

Элементом, передающим движение датчику угла поворота, является центральное колесо 20, связанное посредством гофрированной пружинной шайбы

14 с кулачком 13, имеющим выступ 22.

Выступ 22 взаимодействует с рычагс-л

10. В неподвижной обойме l выпол1061710 иены пазы {отверстия) 11, в которых укреплены переставляемые стопоры

23 для упора в выступ 22, для индикации конечного положения. С другой стороны ьыступа 22 на ббойме l установлен выступ 24 для индикации начального положения подвижного механизма.

В рассматриваемом варианте угол между обоими положениями механизма имеет при одном обороте около 380

47 и к этому добавляется полное число

1оборотов, соответствующее значению передаточного отношения планетарной передачи.

Ус ройство (фиг. 3 и 4) работает следующим образом.

При вращении подвижной обоймы 2, свяэанчой с подвижным механизмом, кулачок 13 воздействует на.рычаг 10 одного иэ микровыключателей 9. B приведенном примере угол поворота определяется от исходного положения подвижного механизма до его конеч-, ного положения и составляет паз 90

Паэ на колесе 6 предназначен для стопорения кулачка 13 стопором 16 при набегании профиля кулачка 13 на рычаг 10.

Устройство (фиг.б) работает следующим образом.

Эксцентричное колесо 21 вращается совместно с подвижной обоймой 2 и прижимает зубчатые венцы 18 и 19 к кольцевой шестерне 17 и центральному колесу 20 . Так как.диаметр,делительной окружности и передаточное отношение венцов планетарной переда5 чи различны, колесо вращается в зависимости от разности этих величин.

Например, если различие в числе зубьев обоих венцов равно, например, 129 - 125 = 4, то поворот колеса

10 20 при обороте подвижной обоймы 2 соответствует длине дуги в 4 зуба.

При этом кулачок 13 поворачивается в соответствии с поворотом колеса 20 .:

15 Угол между обоими положениями механизма можно настраивать с помощью перестановки венцов 18 и 19, эксцентричного кольца 21 и поворота колеса 20 относительно неподвижной обоймы l. Вместо планетарной передачи в устройстве, могут быть использованы зубчатая или червячная передачи со сменными элементами. Датчики угла поворота могут быть выполнены

75 в виде индуктивного, емкостного или пневматических датчиков, I

Предлагаемая конструкция позволяет сделать устройство для определения угла поворота более универ3О сальным, технологичным и, следовательно, более дешевым.

1061710

1061710

20 ш. Ч ИйПИ Заказ 10075/60 Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4