BR102015028561B1 - Mecanismo de sinalização mecânica para chave de interruptores de circuitos elétricos - Google Patents

Abstract

MECANISMO DE SINALIZAÇÃO MECÂNICA PARA CHAVE DE INTERRUPTORES DE CIRCUITOS ELÉTRICOS. A presente invenção revela um mecanismo de sinalização, instalado, internamente, em um botão (2) atuador de uma chave (1) interruptora de circuitos elétricos, compreendendo uma abertura (21) na face frontal onde em seu interior, superfícies (51,52) de visualização mostram o estado de operação "atuado" ou "não atuado" de pelo menos um bloco interruptor (não representado). Quando a face frontal do botão (2) atuador é pressionada, movendo o botão (2) atuador em relação a uma carcaça (3), de uma "primeira posição" para uma "segunda posição", uma protuberância (62) é pressionada pela borda (31) da carcaça (3), comandando o giro de um articulador (6) e de um indicador (5) semiesférico, ambos conectados por engrenagens (56, 61), que em razão desse giro, substitui a superfície (51) de visualização mostrada na "primeira posição", pela dita superfície (52) de visualização que representa uma "segunda posição" de operação da chave (1). Quando o botão (2) atuador é movido da "segunda posição" para a "primeira posição", a superfície (51) de visualização da "primeira posição" é mostrada novamente, em razão da ação de uma mola (7) de torção sobre o articulador (6).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um dispositivo de sinalização mecânica, alojado no interior de um botão atuador de pressão, de uma chave interruptora de circuitos elétricos, que pode ser utilizada em qualquer bloco interruptor de contatos de circuitos elétricos, em especial em interruptores de emergência.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] As chaves interruptoras são elementos comumente utilizados em painéis de comando para desligar circuitos elétricos através de blocos interruptores, que normalmente possuem duas posições de operação, sendo uma ligada e outra desligada. Em geral, essas chaves não possuem qualquer indicação visual de qual posição de operação estão, então é comum, no estado da técnica, o uso de uma lâmpada de sinalização próxima ao local da chave, para indicar se o equipamento está em operação ou não. Mais recentemente, algumas chaves apresentam uma sinalização luminosa embutida do tipo “LED” (diodo emissor de luz) ou lâmpada incandescente, porém esse tipo de sinalização pode apresentar falhas por falta de energia elétrica, queima do “LED” ou lâmpada, ou até mesmo, falha de instalação ou rompimento dos cabos de ligação.

[003] Uma maneira alternativa conhecida para garantir a sinalização do estado de operação da chave é usar um mecanismo interno de sinalização visual da posição de operação, cujo funcionamento não depende do uso de energia elétrica.

[004] São conhecidas diversas construções de chaves interruptoras de circuitos elétricos de sinalização mecânica. O estado da técnica apresenta problemas como o excesso de partes no mecanismo e muito atrito entre os componentes móveis. Esses problemas, além de elevar o custo das chaves interruptoras, provocam imprecisão e falhas no acionamento, devido ao travamento das partes móveis e o excesso de atrito gerado, além da falta de compactação em sua construção. Essas falhas são indesejáveis, principalmente quando a chave interruptora é usada em construções de chaves de emergência, onde a exigência de garantia de funcionamento é um requisito fundamental.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[005] Várias soluções já foram apresentadas para essa necessidade alternativa de sinalização mecânica, com o objetivo de informar visualmente o estado de operação de uma chave interruptora de circuitos elétricos, sendo algumas invenções patenteadas, descritas a seguir.

[006] A patente DE2815255 compreende uma janela definida na chave e um indicador visível através dela. A chave de pressão está montada sobre um interruptor e afastado por uma mola. O dispositivo indicador gira em torno de um eixo, alternadamente, trazendo seções diferentes em justaposição com a janela citada. Esse indicador é acionado por meio de uma haste ligada ao interruptor, ao qual se projeta através da parede posterior do conjunto.

[007] A patente US 4,287,401 compreende um indicador rotativo de formato esférico, que possui duas superfícies de aparência distintas, o qual é montado em um invólucro oco. As superfícies do indicador citado são visíveis através de uma lente plano-convexa, situada no topo do invólucro, apresentada em diferentes posições angulares do indicador. O giro do indicador é feito por um êmbolo, que converte o movimento linear de um botão atuador da chave de interruptores em movimento giratório. A conexão entre êmbolo e indicador é flexível com engate permanente, sendo êmbolo e indicador um só componente.

[008] A patente US 4,052,954 compreende um semicilindro, construído excentricamente ao seu eixo de giro, atuado por uma haste através de um pino e um furo oblongo, de forma a deslocar a superfície do semicilindro em relação ao visor de uma chave interruptora com botão de pressão.

[009] A patente EP2088605B1 apresenta duas formas de movimentação do visualizador de posição de um dispositivo interruptor. Uma se refere à transferência do movimento com engrenagem e cremalheira, lateralmente, através de uma esfera montada em partes e que projeta duas posições de atuação. Outra, se refere à transferência do movimento, feito através de um elemento de eixo centralizado axialmente ao botão, de forma a apresentar no visor um tipo de hélice de duas posições que são modificadas pelo giro, através do movimento de atuação do botão de pressão da chave.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[0010] O objetivo principal da invenção é simplificar o movimento de indicar, mecanicamente, através de um mecanismo de sinalização visual mecânica, a posição de operação de uma chave interruptora de circuitos elétricos, de maneira que seja construída com menor chance de travamentos, maior eficiência, simplicidade e menor número de componentes, comparado com o estado da técnica.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] A Figura 1 representa o perfil de uma chave interruptora de circuitos elétricos com um corte parcial, em uma posição “não atuada” de operação, fixado a uma parede, de acordo com a invenção.

[0012] A Figura 2 representa o perfil de uma chave interruptora de circuitos elétricos com um corte parcial, em uma posição “atuada” de operação, fixada a uma parede, de acordo com a invenção.

[0013] A Figura 3 representa uma vista em perspectiva de um articulador, de acordo com a invenção.

[0014] A Figura 4 representa uma vista em perspectiva explodida do indicador, de acordo com a invenção.

[0015] A Figura 5 representa a vista em perspectiva montada do indicador, de acordo com a invenção.

[0016] A Figura 6 representa uma vista em perspectiva, com corte parcial da chave interruptora de circuitos elétricos, de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0017] A Figura 1 de acordo com a invenção, representa o perfil em corte parcial de uma chave (1) interruptora de circuitos elétricos em uma posição “não atuada” de operação, fixada a uma parede (4). Nessa figura, é possível observar uma protuberância (62) de um articulador (6), localizado próximo a uma borda (31) e uma carcaça (3), sendo que o articulador (6) é mancalizado em um botão (2) atuador, através de um eixo (8), engastado a um furo (não representado) em uma parede (32) do lado interno do botão (2) atuador. Observa-se também uma mola (7) de torção, apoiada em uma face (22) lado interno do botão (2) atuador e simultaneamente no articulador (6). Essa figura também mostra uma engrenagem (61) do articulador (6), possuindo um raio (64) primitivo, concêntrico ao eixo (8), conectada com uma engrenagem (56) do indicador (5), possuindo um raio (65) primitivo, concêntrico a um eixo (55). É observado também que uma superfície (51) de visualização de uma primeira parte (53) do indicador (5) está posicionada em uma abertura (21) na face frontal do botão (2) atuador, onde atrás de um visor (10) do prendedor (9), uma superfície de visualização (52) de uma segunda parte (54) do indicador (5) é apresentada fora da área de visualização do visor (10).

[0018] A Figura 2 de acordo com a invenção, representa o perfil em corte parcial de uma chave (1) interruptora de circuitos elétricos similar a Figura 1, porém, esta figura mostra a chave (1) interruptora de circuitos elétricos em uma posição “atuada”. Pode ser observado nesta figura que o botão (2) atuador está deslocado linearmente em relação à carcaça (3), em direção a parede (4) e onde a protuberância (62) do articulador (6) está pressionada pela borda (31) da carcaça (3), e mostra o dito articulador (6), rotacionado em comparação à posição “não atuada”. Essa figura também mostra que o articulador (6) possui uma engrenagem (61) com um raio (64) primitivo concêntrico ao eixo (8), conectada com a engrenagem (56) do indicador (5) possuindo o raio (65) primitivo concêntrico ao eixo (55). É observado nessa Figura 2 que uma superfície (52) de visualização de uma segunda parte (54) do indicador (5) está posicionada na abertura (21) na face frontal do botão (2) atuador, onde atrás do visor (10) a superfície de visualização (51) da primeira parte (53) do indicador (5) é apresentada fora da área de visualização do dito visor (10).

[0019] A Figura 3 de acordo com a invenção representa uma vista em perspectiva do articulador (6), compreendendo a protuberância (62), a engrenagem (61), com o raio (64) primitivo concêntrico ao furo (63) de mancalização.

[0020] A Figura 4 de acordo com a invenção, representa uma vista em perspectiva explodida do indicador (5), construído em duas partes (53, 54), compreendendo suas respectivas superfícies (51,52) de visualização. O dito indicador (5), preferencialmente em formato semiesférico, compreende uma engrenagem (56), possuindo um raio (65) primitivo concêntrico a um eixo (55), que se projeta para fora e transpassa o corpo semiesférico em ambos os lados, além de engates (57), que pertencem a primeira parte (53) e furos (58) de travamento para os ditos engates (57) que pertencem à segunda parte (54).

[0021] A Figura 5 de acordo com a invenção representa uma vista em perspectiva, similar a figura 4, porem, mostrando o indicador (5) com duas partes (53,54) unidas, as quais são travadas uma à outra, através dos engates (57) e furos (58). Também mostra as suas superfícies (51,52) de visualização, a engrenagem (56) e o eixo (55).

[0022] A Figura 6 de acordo com a invenção, representa uma vista em perspectiva, com corte parcial da chave (1) interruptora de circuitos elétricos, para mostrar internamente o mecanismo de sinalização mecânica na posição “não atuada” da chave (1) e sua interação com o botão (2) atuador e a carcaça (3). Nessa figura, é possível observar a protuberância (62) do articulador (6), localizado próximo à borda (31) da carcaça (3), a mancalização do articulador (6) através do eixo (8), engastado na parede (32) do lado interno da carcaça (3), uma extremidade da mola (7) de torção apoiada na face (22) do lado interno do botão (2) atuador e o articulador (6), pressionado pela dita mola (7) de torção para manter essa posição “não atuada”. Essa figura, também mostra como a engrenagem (61) do articulador (6) está engrenada com a engrenagem (56) do indicador (5). É observado também a superfície (51) de visualização do indicador (5) da abertura (21) na face frontal do botão (2) atuador, além de uma meia-lua (91), parte integrante do prendedor (9) e de uma outra meia-lua (23), parte integrante do botão (2) atuador, que formam juntas um cilindro e mancalizam o eixo (55) do indicador (5) do botão (2) atuador da chave (1) interruptora de circuitos elétricos.

[0023] A partir deste ponto, as expressões “primeira posição” e “segunda posição” vão se referir às posições “não atuada” e “atuada”, respectivamente.

FUNCIONAMENTO DA INVENÇÃO

[0024] A presente invenção revela um mecanismo de sinalização, de acordo com a invenção, com a finalidade de indicar o estado de operação de uma chave (1), possibilitando ao usuário visualizar se a dita chave (1) está em uma “primeira posição” ou em uma “segunda posição”, sendo que o mecanismo de sinalização, objeto interruptora de circuitos elétricos, que é responsável pelo acionamento de pelo menos um bloco interruptor de contatos elétricos (não representado), por intermédio da movimentação linear do botão (2) e seu mecanismo interno acionador, em relação à carcaça (3), que é fixada na parede (4) que pode ser uma porta de painel ou similar.

[0025] Tal mecanismo de sinalização, compreende fundamentalmente dois componentes móveis, o indicador (5) e o articulador (6). O indicador (5) possui a função de indicar em que posição está a chave (1) interruptora de circuitos elétricos, “atuada” ou “não atuada”. Já o articulador (6) possui a função de efetuar um giro do indicador (5) para alternar as superfícies (51,52) de visualização.

[0026] A dita chave (1) compreendendo um botão (2) atuador e uma carcaça (3), onde o botão (2) atuador apresenta uma abertura (21), e em seu interior é visível um indicador (5) compreendendo superfícies (51,52) de visualização, e um articulador (6), mancalizado no botão (2) atuador, compreendendo uma protuberância (62) a qual desliza pela borda (31) da carcaça (3), onde, a partir de uma “primeira posição” para uma “segunda posição” do botão (2) atuador, a protuberância (62) promove a rotação do articulador (6), que causa um movimento giratório no indicador (5) em relação a abertura (21) do botão (2) atuador.

[0027] Quando o botão (2) atuador é movido de uma “primeira posição” para uma “segunda posição”, o indicador (5), compreendendo superfícies (51,52) de visualização, rotaciona sobre si mesmo, substituindo a “primeira” superfície (51), mostrada pela abertura (21) central à face frontal do botão (2) atuador, pela “segunda” superfície (52), indicando assim que o botão (2) atuador saiu de uma “primeira posição” para uma “segunda posição”.

[0028] O indicador (5) é construído preferencialmente em formato semiesférico para maior facilidade de visualização pela abertura (21) da face frontal do botão (2) atuador e opcionalmente compreende duas partes (53,54) para simplificar sua fabricação, diferenciando suas superfícies (51,52) uma da outra. A primeira parte (53) compreende a superfície (51), mostrada na abertura (21) quando o botão (2) atuador se encontra na “primeira posição”. Adicionalmente, o indicador (5) compreende uma engrenagem (56) parcial, construída contendo um ou mais dentes de raio (65) primitivo concêntrico com o eixo (55), que se projeta para fora e transpassa o corpo semiesférico em ambos os lados. A segunda parte (54) é complementar ao formato semiesférico do indicador (5), compreendendo a superfície (52) indicadora e é essencial para que a superfície (52) indicadora da “segunda posição” seja visível, através da abertura (21) da face frontal do botão (2) atuador. Ambas as partes (53,54) do indicador (5) são travadas uma à outra, através de engates (57) e furos (58).

[0029] A troca das superfícies (51,52) de visualização, em relação à abertura (21) devido a mudança de posições do botão (2) atuador é comandada a partir do giro do articulador (6), sobre o eixo (8), que causa um movimento giratório do indicador (5), em relação à abertura (21) da face frontal do botão (2) atuador, uma vez que ambos estão conectados por engrenagens (56,61).

[0030] O articulador (6) é mancalizado no botão (2) atuador, através de um furo (63) de mancalização e do eixo (8) em ambos os lados do articulador (6). A engrenagem (61) do articulador (6) é construída contendo um ou mais dentes, sendo o raio (64) primitivo concêntrico com seu furo (63) de mancalização e utilizado para sua articulação de giro, sendo que é através de sua protuberância (62), a qual desliza na borda (31) da carcaça (3), de forma que o movimento giratório do articulador (6) é obtido. Esta protuberância (62) é extensa o suficiente para ser empurrada pela borda (31) da carcaça (3), no momento em que o botão (2) atuador é acionado, mudando da “primeira posição” para a “segunda posição”.

[0031] Quando o botão (2) atuador retorna da “segunda posição” para a “primeira posição”, a mola (7) de torção, que está pressionada contra a face (22) do lado interno do botão (2) atuador, rotaciona o articulador (6) e por consequência o indicador (5).

[0032] São usados para mancalizar o indicador (5) um anel (9) prendedor, que compreende uma primeira meia-lua (91) e uma segunda meia-lua (23) que é parte integrante do botão (2) atuador, formando uma sede em forma de um cilindro, ou similar, para mancalização. Esse mesmo anel (9) prendedor, que preenche a abertura (21) do botão (2) atuador, suporta o visor (10), com a finalidade de proteger o mecanismo de sinalização, objeto desta invenção contra agentes externos. O dito visor (10) é feito preferencialmente de material transparente, para que seja possível a exibição das superfícies (51,52) de visualização do indicador (5), através da abertura (21) da face frontal do botão (2) atuador.

Claims (8)

1. “MECANISMO DE SINALIZAÇÃO MECÂNICA PARA CHAVE DE INTERRUPTORES DE CIRCUITOS ELÉTRICOS”, a dita chave (1) compreendendo um botão (2) atuador e uma carcaça (3), onde o botão (2) atuador apresenta uma abertura (21), e em seu interior é visível um indicador (5) compreendendo superfícies (51,52) de visualização, e um articulador (6), mancalizado no botão (2) atuador, compreendendo uma protuberância (62) a qual desliza pela borda (31) da carcaça (3), caracterizado pelo fato de que a partir de uma “primeira posição” para uma “segunda posição” do botão (2) atuador, a protuberância (62) promove a rotação do articulador (6), que causa um movimento giratório no indicador (5) em relação a abertura (21) do botão (2) atuador.

2. “MECANISMO DE SINALIZAÇÃO MECÂNICA PARA CHAVE DE INTERRUPTORES DE CIRCUITOS ELÉTRICOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o articulador (6) é mancalizado no botão (2) atuador, através de um eixo (8).

3. “MECANISMO DE SINALIZAÇÃO MECÂNICA PARA CHAVE DE INTERRUPTORES DE CIRCUITOS ELÉTRICOS”, de acordo com a reivindicação 1 a 2, caracterizado pelo fato de que o articulador (6) possui uma engrenagem (61) com um raio (64) primitivo concêntrico ao eixo (8) e a citada engrenagem (61) está engrenada com a engrenagem (56) do indicador (5).

4. “MECANISMO DE SINALIZAÇÃO MECÂNICA PARA CHAVE DE INTERRUPTORES DE CIRCUITOS ELÉTRICOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o indicador (5) é construído preferencialmente em formato semiesférico, compreendendo uma engrenagem (56) possuindo um raio (65) primitivo concêntrico a um eixo (55).

5. “MECANISMO DE SINALIZAÇÃO MECÂNICA PARA CHAVE DE INTERRUPTORES DE CIRCUITOS ELÉTRICOS”, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o indicador (5) é construído em duas partes (53,54), as quais são travadas uma à outra, através de engates (57) e furos (58).

6. “MECANISMO DE SINALIZAÇÃO MECÂNICA PARA CHAVE DE INTERRUPTORES DE CIRCUITOS ELÉTRICOS”, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o indicador (5) possui um eixo (55), que se projeta para fora e transpassa o corpo semiesférico em ambos os lados.

7. “MECANISMO DE SINALIZAÇÃO MECÂNICA PARA CHAVE DE INTERRUPTORES DE CIRCUITOS ELÉTRICOS”, de acordo com as reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o indicador (5) e o articulador (6) estão conectados por engrenagens (56,61).

8. “MECANISMO DE SINALIZAÇÃO MECÂNICA PARA CHAVE DE INTERRUPTORES DE CIRCUITOS ELÉTRICOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um anel (9) prendedor da abertura (21) do botão (2) atuador suporta um visor (10).

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