PT1341305E - Dispositivo de comutação eléctrico - Google Patents

Description

ΡΕ1341305 1 DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE COMUTAÇÃO ELÉCTRICO" A presente invenção refere-se a um dispositivo de comutação eléctrico, especialmente um comutador de tecla de limitação de carga, para detecção de posições. Preferencialmente, o mencionado dispositivo serve para detectar a posição de objectos e/ou de espaços.

Os dispositivos deste tipo já estão suficientemente divulgados e encontram aplicação diversificada na produção automática industrial. Neste caso, utilizam-se na conversão de grandezas físicas em impulsos eléctricos. Utilizam-se, por exemplo, na detecção de determinadas posições de diferentes objectos em bandas de transporte automático (pacotes ou mercadorias produzidas) para produção posterior com base nesta informação.

Na informação de produção da firma Klõckner Moeller (Bonn):"Vigiar e informar: os comutadores de posição AT, fiáveis e seguros", n° W13-7364, 4/1996 são os dispositivos já anteriormente descritos. Os comutadores de tecla consistem, em regra, de uma base, que apresenta, num corpo, contactos de comutador mecânicos (por exemplo pares ou contactos individuais de abertura e/ou de fecho), assim como um elemento de accionamento para actuação mecânica 2 PE1341305 directa dos contactos. Este elemento de accionamento é constituído por um impulsor, em forma de barra, com movimento linear, localizado na caixa do dispositivo, emergindo daquele (a fig. 1 mostra uma representação esquemática). Para possibilitar uma diversidade de aplicações aos aparelhos base, estes podem ser dotados de "cabeças de accionamento" intermutáveis. Assim, é possível montar opcionalmente nestes aparelhos base uma cabeça de accionamento com manipulo basculante, manipulo de rolos, manipulo de rolos ajustáveis ou de lâmina de mola ou outros. Desta forma, é possível usar-se o mesmo aparelho base consoante a cabeça de accionamento utilizada em diferentes tipos de detecção (objecto vindo no sentido da esquerda, da direita, de cima ou de baixo).

Além disso, a patente DE 199 11 320 Al divulga um dispositivo de vigilância do armário de comando, abrangendo um dispositivo de comando para vigilância das funções do armário de comando e para produção de sinais de vigilância. Este dispositivo abrange ainda um conhecido comutador de posição de porta que corresponde, essencialmente, à constituição do aparelho anteriormente descrito. A patente DE 23 52 783 A divulga um transmissor de comando para a produção de sinais digitais, em que é utilizado um potenciómetro. A emissão de comando pode ser deslocada gradualmente (electromecanicamente), alterando as "resistências de avaliação" para um circuito lógico. Como versão alternativa, a cadeia de resistências pode ser 3 ΡΕ1341305 substituída por dois potenciómetros individuais. Com isso, a transmissão do sinal pode ser continuamente variável durante o funcionamento da unidade.

Também é conhecida uma montagem para detecção de posicionamento, que abrange uma resistência variável, e cuja amplitude de regulação é dada por um circuito de comando com transístor, como sinal de comando a contactos (FR-A-2 081 173). A grandeza de regulação é transmitida para comutação dos contactos através do circuito de comando, só para uma única posição do elemento de accionamento. A desvantagem do esquema descrito, consiste no facto de existir uma rígida atribuição de grandezas de regulação (sinal de saída) e de sinais de comutação. Só é possível uma alteração do ponto de comutação através da intervenção no Hardware do esquema de comando.

Ambos os mencionados esquemas servem para detecção de distâncias e/ou posições de máquinas. Frequentemente, as peças de máquinas a comutar, cujas posições ou distâncias devam ser detectadas, são afectadas por desgaste. Devido a este, os pontos de comutação são alterados e a vida útil diminui. Para evitar períodos de quebra, os elementos de detecção dos pontos de comutação devem ser preventivamente substituídos. Uma outra desvantagem representa o facto de serem necessários diferentes pontos de comutação de um tipo de aparelho, 4 ΡΕ1341305 sendo que este terá de ser substituído por outro. Para isso, o fabricante terá de disponibilizar um grande número de tipos extras de aparelhos diferentes.

De acordo com o presente invento, a tarefa a que este se propõe é solucionada com base nas características da reivindicação 1. De acordo com esta reivindicação, pelo menos um dos contactos de comutador do aparelho é concebido como contacto de comutador electrónico, que é, preferencialmente, o próprio componente de uma unidade lógica electrónica. 0 contacto de comutação é accionado em função da existência de um sinal de comando. De acordo com o presente invento, este sinal é produzido através de um meio de detecção de posição que actua em combinação com o elemento de accionamento mecânico do aparelho de comando, para detecção da posição do elemento de accionamento. 0 sinal de comando é introduzido no lado de entrada da unidade lógica e manipulado por esta, pelo que, em função da posição do elemento de accionamento, produz um sinal de valor correspondente à respectiva posição e, em função do alcance de um valor de soleira do sinal dado, comuta o contacto de comutação. A unidade lógica pode ser formada como circuito de comando programado (ASIC: application specific integrated Circuit), ou também em forma de um micro controlador programável ou unidade semelhante. A unidade lógica tem a vantagem de ser formada de tal forma que os diferentes valores para a soleira de comando podem ser 5 ΡΕ1341305 programados, pelo menos, de um contacto de comutação. Estes valores de soleira podem, então, ser guardados numa tabela de memória da unidade lógica e serem seleccionáveis para o utilizador ou, também, introduzidos num painel de programas previsto, para o efeito, pelo utilizador. Também é possível, em vez do ajustamento prévio dos valores de soleira, só ajustar comutadores de selecção (por exemplo comutadores DIP- ou DIL). 0 elemento de detecção de posição é configurado, preferencialmente, como potenciómetro. Este, actua em combinação com o elemento de accionamento do dispositivo de comutação que, quando aquele actua, reajusta o potenciómetro, variando com isso o valor da resistência. Desta forma, é produzido o valor do sinal para a unidade lógica, pelo que esta, ao ser alcançado o valor de soleira pré-estabelecido, é levada a comutar o respectivo contacto de comutação. É evidente que também todos os outros meios de detecção, tais como elementos piezo ou outros análogos, são aplicáveis. A frequência dos processos de comutação provoca desgaste mecânico, pelo que a vida útil pode ser estimada em função do número de manobras realizadas. A configuração da unidade lógica está feita de tal forma que permite a detecção do número de processos de comutação e/ou a deslocação dos pontos de comutação periódicos provocados por desgaste e, em função disso, determine o desgaste ou o resto de vida útil do dispositivo de comando. Também se 6 ΡΕ1341305 encontra incorporado no equipamento um meio indicador para informação do desgaste ou do resto da sua vida útil. Em alternativa, ou adicionalmente, pode ser incorporado um interface para transmissão de informações relativas à duração da vida útil do equipamento. A fig. 1 apresenta um dispositivo de comando de acordo com o actual nível técnico, enquanto que a fig. 2 apresenta um equipamento em obediência à concepção da presente invenção.

Outras vantagens da invenção são apresentadas na descrição da fig. 2. Esta, mostra um tipo de concepção em forma de tecla de limite de carga, em representação esquemática. A tecla apresentada incorpora uma caixa 2, dois contactos de comando 4, dispostos no interior da caixa, que têm a forma de contactos de comando controlados electronicamente através de uma unidade lógica 40, um elemento de comutação 6, assim como um agente detector de posição 8 para detectar o posicionamento do elemento 6. De acordo com a versão descrita, cada contacto de comutação 4 de controlo electrónico está integrado na unidade lógica 40. Alternativamente, qualquer contacto de comutação 4 também pode ter a forma de contacto de um relé suporte separado, ou equivalente, controlado através da unidade de lógica 40. O agente detector de posição 8 tem, preferencialmente, a forma de potenciómetro. O funcionamento da tecla limitadora de carga é descrita sucintamente. 7 PE1341305

Se o elemento de comutação 6 for accionado na direcção da seta, isso fará variar direccionalmente o valor da resistência (de forma ascendente ou descendente). Essa acção produz um valor de sinal eléctrico (por exemplo uma determinada tensão ou uma determinada intensidade) que é fornecido à unidade de lógica 40. No âmbito da unidade de lógica 40, o valor do sinal é comparado com um valor de soleira previamente estabelecido, pelo que, ao ser alcançada a soleira do sinal prévio, é comutado um dos contactos de comando 4. Cada um dos contactos 4 é acessível através de terminais 11/12; 21/22 no dispositivo de comutação ou ligável através de cabos.

Numa versão preferencial, o valor de soleira para cada contacto de comutação 4 pode ser pré-estabelecido pelo utilizador. Para o efeito, a unidade lógica 40 deverá ser concebida programável, de forma a que possam ser escolhidos, de uma opção, valores de soleira fixos programados ou o utilizador possa introduzir em livre escolha e programável um valor de soleira pretendido. Numa execução simplificada, pode ser depositado na unidade lógica 40 n vezes diferentes valores de soleira fixos e o utilizador pode escolher um dos valores de soleira através de uma ligação de linha P. O valor escolhido pode, por exemplo ser mostrado através de um LED 50, um LED colorido ou por qualquer outro meio. A unidade lógica contém meios para detecção do número de processos de comutação e/ou do respectivo ponto ΡΕ1341305 de comutação, pelo que pela contagem das manobras e/ou pela detecção do deslocamento dos pontos de comutação periódico do contacto de comutação 4 e da sua avaliação sequente, é possível determinar o tempo de duração da vida útil do dispositivo de comando ou o seu nível de desgaste. Para esta informação são propostos, também, sinalizadores sob a forma de LED's ou equivalentes. Preferencialmente, o ajustamento dos valores de soleira, a sua indicação, assim como a informação da vida útil também pode ser dada através de interfaces ou de um interface individual.

Uma outra versão prevista é constituída por um dispositivo de comutação em duas partes. Nesse caso, o dispositivo seria formado por dois módulos A e B, conectáveis eléctrica e mecanicamente, sendo que o primeiro módulo A constitui uma parte separada da caixa 2a, pelo elemento de comutação 6 nele incorporado e pelo agente detector de posição 8, e o segundo módulo B constitui uma parte separada da caixa 2b, assim como a unidade lógica 40, juntamente com os contactos de comando 4. Desta forma, é possível constituir um módulo básico B uniforme, que poderá ser combinado com diferentes módulos pricipais (módulo A). A divisão modular encontra-se sugerida na fig. 2 na linha tracejada X.

Lisboa, 25 de Junho de 2007

Claims (8)

1. ΡΕ1341305 1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de comutação eléctrico para detecção das posições e/ou deslocação de objectos, compreendendo: -uma caixa (2; 2a, 2b), -um elemento de accionamento mecânico (6) e -pelo menos, um contacto de comutação eléctrico (4), incorporado no interior da caixa (2; 2a, 2b), sendo que - com o elemento de accionamento (6)encontra-se combinado um meio de detecção de posição (8) para produzir, do lado de saida, um sinal eléctrico correspondente à posição do elemento de accionamento (6) e - o meio de detecção de posição (8) está ligado, do lado de saida, a uma unidade lógica (40), programável, disposta no interior da caixa (2; 2a, 2b) para, em função do sinal de saida do meio de detecção de posição (8), assegurar o comando eléctrico de, pelo menos, um contacto de comutação (4) e - o sinal eléctrico de saida do meio de detecção de posição (8) da unidade lógica (40) transmitido e ai manipulado, e que em função do sinal de saida e através de comparação com um valor limite de comutação registado na unidade lógica (40) é accionado pelo menos um contacto de comutação (4); - e a unidade lógica (40), compreende meios para detecção do número de processos de comutação, cuja avaliação indica a duração da vida útil residual. 2 PE1341305
2. 2. Dispositivo de comutação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a unidade lógica (40) conter meios para detecção de deslocamento temporal do ponto de comutação provocado pelo desgaste, cuja avaliação indica uma duração da vida residual.
3. 3. Dispositivo de comutação, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por, pelo menos, um contacto de comutação (4) ser constituído por um contacto de comutação electrónico integrado na unidade lógica (40).
4. 4. Dispositivo de comutação, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por, pelo menos, um contacto de comutação (4) ser constituído por um contacto de um relé separado, comandado pela unidade lógica (40).
5. 5. Dispositivo de comutação, de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o meio de detecção da posição (8) ser constituído por uma resistência óhmica (8) variável, particularmente por um potenciómetro ou um elemento piezoeléctrico.
6. 6. Dispositivo de comutação, de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o dispositivo de comutação compreender, pelo menos, um meio indicador (50) de duração da vida residual do dispositivo de comutação.
7. 7. Dispositivo de comutação, de acordo com uma 3 ΡΕ1341305 das reivindicações precedentes, caracterizado por o dispositivo de comutação (P) compreender os meios de admissão e de registo de um valor limite da unidade lógica (40), permitindo a pré-determinação de pontos de comunicação definidos de cada contacto de comutação (4).
8. 8. Dispositivo de comutação, de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o dispositivo de comutação compreender dois módulos (A, B), podendo ser operados eléctrica e mecanicamente, sendo que o primeiro módulo (A) compreende uma parte da caixa separada (2a) e que o elemento de accionamento (6) nele introduzido e o meio de detecção de posição (8) são associados de forma operacional, e que o segundo módulo (B) abrange uma parte separada da caixa (2b), assim como a unidade lógica (40) e, pelo menos, um contacto de comutação (4). Lisboa, 25 de Junho de 2007