BR112012031151B1

BR112012031151B1 - comutador de proximidade magneticamente disparado

Info

Publication number: BR112012031151B1
Application number: BR112012031151A
Authority: BR
Inventors: Pearce Joel; Simmons Michael; Lynn Lafountain Robert
Original assignee: General Equipment And Mfg Company Inc D/B/A Topworx Inc
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2020-01-14
Also published as: EP2580771B1; JP5986073B2; CN102405506B; US20120007702A1; WO2011156206A1; EP2580771A1; CA2801181C; CA2801181A1; BR112012031151A2; JP2013528314A; CN102405506A; US8362859B2

Abstract

comutador proximidade magneticamente disparado. um comutador de proximidade magneticamente disparado inclui um corpo de comutador cilídrico e um primeiro imã não movelmente fixado dentro do copo de comutador. o comutador de proximidade também inclui um braço cruzado de pivotar. um segundo imã pode ser movelmente disposto dentro do corpo de comutador e o segundo imã pode ser rigidamente conectado ao braço cruzado. quando um alvo magnético não é localizado dentro de uma faixa específica do segundo imã, o primeiro imã atrai o segundo imã, desse modo pivotando o braço cruzado para uma primeira posição de comutador e fechando um primeiro circuito. entretanto, quando o alvo magnético é localizado dentro da faixa especifica, a atração magnética entre o alvo e o segundo imã é maior do queentreosegundo imã eoprimeiroimã. o segundo imã é deslocado em direção ao alvo para longe do primeiro imã, desse modo pivotando o braço cruzado para uma segunda posição de comutador.

Description

“COMUTADOR DE PROXIMIDADE MAGNETICAMENTE DISPARADO” CAMPO DA REVELAÇÃO [0001] A presente revelação refere-se genericamente a comutadores de proximidade, e mais particularmente a comutadores de proximidade magneticamente disparados em miniatura.

ANTECEDENTES [0002] Comutadores de proximidade magnéticos, também conhecidos como interruptores de fim de curso, são comumente utilizados para detecção de posição linear. Tipicamente, comutadores de proximidade magneticamente disparados incluem um sensor que é adaptado para detectar a presença do alvo sem contatar fisicamente o alvo. Tipicamente, o sensor pode incluir um mecanismo de circuito de comutação encerrado em um corpo de comutador, e o mecanismo de circuito de comutação inclui tipicamente múltiplas alavancas e contatos que são propendidos para uma primeira posição por uma ou mais molas. Quando o alvo, que genericamente inclui um ímã permanente contido em um alojamento, passa em uma fixa predeterminada do sensor, o fluxo magnético gerado pelo ímã alvo dispara o mecanismo de circuito de comutação, desse modo fechando um circuito normalmente aberto. O fechamento do circuito normalmente aberto é detectado por um processador, e um sinal é enviado para um operador ou um sistema de operação automatizada para indicar a presença do alvo na faixa predeterminada do sensor. O alvo é tipicamente fixado em um elemento deslocável de um sistema, como uma haste de válvula, e o sensor é tipicamente fixado a um elemento estacionário de um sistema, como um corpo de válvula. Quando configurado desse modo, o sensor pode detectar quando o elemento deslocável alterou as posições. Entretanto, devido ao tamanho físico relativamente grande do sensor necessário para encerrar o mecanismo de circuito de comutação, sensores típicos não podem ser utilizados em aplicações que requerem a colocação do sensor em uma área tendo espaço livre limitado. Além disso, a necessidade de fornecer energia para o sensor também limita as aplicações nas quais o sensor pode ser utilizado.

SUMÁRIO DA REVELAÇÃO

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2/16 [0003] De acordo com um aspecto exemplar da presente invenção, um comutador de proximidade magneticamente disparado inclui um corpo de comutador e um primeiro ímã não movelmente fixado dentro do corpo de comutador. Um braço comum tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade também é incluído, e a segunda extremidade é disposta no corpo de comutador. O comutador de proximidade também inclui um braço primário tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade. A segunda extremidade é disposta no corpo de comutador, e a segunda extremidade inclui um contato primário. Além disso, o comutador de proximidade inclui um braço secundário tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade. A segunda extremidade é disposta no corpo de comutador, e a segunda extremidade também inclui um contato secundário. O comutador de proximidade também inclui um braço cruzado disposto no corpo de comutador. O braço cruzado tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade sendo acoplada ao braço comum e a segunda extremidade incluindo um contato comum. O comutador de proximidade inclui ainda um segundo ímã disposto no corpo de comutador, e o segundo ímã é móvel em relação ao primeiro imã. O segundo ímã é acoplado ao braço cruzado de tal modo que movimento do segundo imã cause um movimento correspondente do braço cruzado entre uma primeira posição de comutador e uma segunda posição de comutador. Na primeira posição de comutador, o contato comum do braço cruzado está em contato com o contato primário do braço primário, desse modo completando um circuito entre o braço comum e o braço primário. Na segunda posição de comutador, o contato comum do braço cruzado está em contato com o contato secundário do braço secundário, desse modo completando um circuito entre o braço comum e o braço secundário.

[0004] Em outra modalidade, o primeiro ímã e o segundo ímã são selecionados para criar uma primeira força magnética entre o primeiro ímã e o segundo ímã, e a primeira força magnética mantém o braço cruzado na primeira posição de comutador. Além disso, o segundo ímã e um alvo fora do corpo de comutador são selecionados para criar uma segunda força magnética entre o segundo ímã e o alvo,

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3/16 e a segunda força magnética faz com que o braço cruzado se mova da primeira posição de comutador para a segunda posição de comutador se a segunda força magnética for maior do que a primeira força magnética.

[0005] Em uma modalidade adicional, quando a segunda força magnética entre o alvo e o segundo ímã se torna mais fraca do que a primeira força magnética entre o primeiro ímã e o segundo ímã, a primeira força magnética faz com que o braço cruzado se mova da segunda posição de comutador para a primeira posição de comutador.

[0006] Ainda em uma modalidade adicional, a primeira extremidade do braço cruzado é pivotavelmente acoplada à segunda extremidade do braço comum, e o movimento do segundo ímã em relação ao primeiro ímã faz com que o braço cruzado gire da primeira posição de comutador para a segunda posição de comutador ou da segunda posição de comutador para a primeira posição de comutador. Além disso, um braço acionador alongado pode acoplar o segundo ímã ao braço comum. O braço acionador pode ser adicionalmente disposto em uma abertura formada no primeiro ímã.

[0007] Em outra modalidade, a primeira extremidade de cada um dentre o braço comum, o braço primário e o braço secundário é disposta fora do corpo de comutador. Além disso, o corpo de comutador pode ser cilíndrico, e pode ser compreendido de um material de temperatura elevada. Além disso, o corpo de comutador pode ser compreendido de plástico e o corpo de comutador pode ser hermeticamente vedado.

[0008] De acordo com outro aspecto exemplar da presente invenção, um método de detectar um alvo por um comutador de proximidade magneticamente disparado inclui fornecer um corpo de comutador e dispor uma segunda extremidade de um braço comum no corpo de comutador. Além disso, um contato primário de um braço primário é disposto no corpo de comutador, e um contado secundário de um braço secundário é disposto no corpo de comutador. O método também inclui acoplar movelmente um braço cruzado tendo um contato comum ao braço comum e acoplar um segundo ímã ao braço comum. Um primeiro ímã estacionário é posicionado no

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4/16 corpo de comutador adjacente ao segundo ímã, e o contato comum do braço cruzado é propendido para contato com o contato primário pela força do primeiro ímã que atua sobre o segundo ímã. O método inclui ainda posicionar um alvo em um primeiro local fora do corpo de comutador de tal modo que a força magnética entre o alvo e o segundo ímã seja maior do que a força magnética entre o primeiro ímã e o segundo ímã, desse modo movendo o braço cruzado de tal modo que o contato comum desengate do contato primário e engate com o contato secundário.

[0009] Em outra modalidade, o método também inclui posicionar o alvo em um segundo local fora do corpo de comutador de tal modo que a força magnética entre o alvo e o segundo ímã seja menor do que a força magnética entre o primeiro ímã e o segundo ímã, desse modo movendo o braço cruzado de tal modo que o contato comum desengate do contato secundário e engate com o contato primário.

[0010] Em uma modalidade adicional, o braço cruzado é pivotavelmente acoplado à segunda extremidade do braço comum de tal modo que o braço cruzado pivote para desengatar o contato comum do contato primário e engatar o contato comum com o contato secundário.

[0011] Ainda em uma modalidade adicional, quando o contato comum engata o contato primário, um circuito fechado é formado entre o braço comum e o braço primário, e quando o contato comum engata o contato secundário, um circuito fechado é formado entre o braço comum e o braço secundário.

[0012] Em uma modalidade adicional, o método inclui dispor uma primeira extremidade de cada do braço comum, braço primário e braço secundário fora do corpo de comutador. Além disso, o método pode incluir vedar hermeticamente o corpo de comutador.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0013] A figura 1A é uma vista em corte parcial superior de uma modalidade de um comutador de proximidade magneticamente disparado.

[0014] A figura 1B é uma vista lateral da modalidade da figura 1 A.

[0015] A figura 1C é uma vista traseira da modalidade da figura 1 A.

[0016] A figura 2 é uma vista em perspectiva detalhada de uma modalidade de

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5/16 um comutador de proximidade magneticamente disparado.

[0017] A figura 3 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de um comutador de proximidade magneticamente disparado.

[0018] A figura 4 é uma vista superior de uma primeira metade de corpo de uma modalidade de um comutador de proximidade magneticamente disparado.

[0019] A figura 5A é uma vista em perspectiva de um braço comum de uma modalidade de um comutador de proximidade magneticamente disparado.

[0020] A figura 5B é uma vista em perspectiva de um braço cruzado de uma modalidade de um comutador de proximidade magneticamente disparado.

[0021] A figura 6A é uma vista semi-seccional de uma modalidade de um comutador de proximidade magneticamente disparado em uma primeira posição de comutador; e [0022] A figura 6B é uma vista semi-seccional de uma modalidade de um comutador de proximidade magneticamente disparado em uma segunda posição de comutador.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0023] Como ilustrado na figura 1A, um comutador de proximidade magneticamente disparado 10 inclui um corpo de comutador 12 e um primeiro imã 14 não movelmente fixado dentro do corpo de comutador 12. O comutador de proximidade 10 também inclui um braço comum 16 tendo uma primeira extremidade 18 e uma segunda extremidade 20, e a segunda extremidade 20 do braço comum 16 é disposta no corpo de comutador 12. O comutador de proximidade 10 inclui ainda um braço primário 22 tendo uma primeira extremidade 24 e uma segunda extremidade 26. A segunda extremidade 26 é disposta no corpo de comutador 12, e a segunda extremidade 26 inclui um contato primário 28. Além disso, o comutador de proximidade inclui um braço secundário 30 tendo uma primeira extremidade 32 e uma segunda extremidade 34. A segunda extremidade 34 é disposta no corpo de comutador 12, e a segunda extremidade 34 inclui um contato secundário 36. Um braço cruzado 38 é disposto no corpo de comutador 12, e o braço cruzado 38 tem uma primeira extremidade 40 e uma segunda extremidade 42. A primeira

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6/16 extremidade 40 é acoplada ao braço comum 16 e a segunda extremidade 42 inclui um contato comum 44. Um segundo ímã 46 é disposto no corpo de comutador 12, e o segundo imã 46 é móvel em relação ao primeiro ímã 14. Especificamente, o segundo ímã 46 é acoplado ao braço cruzado 38 de tal modo que o movimento do segundo ímã 46 cause um movimento correspondente do braço cruzado 38 entre uma primeira posição de comutador e uma segunda posição de comutador. Na primeira posição de comutador, ilustrada na figura 6A, o contato comum 44 do braço cruzado 38 está em contato com o contato primário 28 do braço primário 22, desse modo concluindo um circuito entre o braço comum 16 e o braço primário 22. Na segunda posição de comutador, mostrada na figura 6B, o contato comum 44 do braço cruzado 38 está em contato com o contato secundário 36 do braço secundário 30, desse modo completando um circuito entre o braço comum 16 e o braço secundário 30.

[0024] A figura 1A mostra uma vista em seção transversal do corpo de comutador 12 do comutador de proximidade magneticamente disparado 10. O corpo de comutador 12 tem preferivelmente um formato genericamente cilíndrico com uma seção transversal circular. Entretanto, o corpo de comutador 12 pode ter qualquer formato em seção transversal, como polígono ou um oval, por exemplo. O corpo de comutador 12 pode incluir uma primeira metade de corpo 12a e uma segunda metade de corpo 12b. Como a segunda metade de corpo 12b pode ser idêntica à primeira metade de corpo 12a, somente a primeira metade de corpo 12a é ilustrada. Cada da primeira metade de corpo 12a e segunda metade de corpo 12b pode ser formada de plástico e pode ser fabricada utilizando processos convencionais, como moldagem por injeção, por exemplo. O plástico pode ser um material de temperatura elevada que permite que o corpo de comutador 12 seja exposto a ambientes que podem danificar materiais de plástico convencionais. A primeira metade de corpo 12a e a segunda metade de corpo 12b podem ser unidas em um único corpo de comutador 12, como ilustrado nas figuras 1B, 1C e 3, utilizando qualquer de vários métodos conhecidos na técnica, como soldagem ultra-sônica ou pelo uso de um adesivo. Adicionalmente, o corpo de comutador 12 pode ser hermeticamente vedado

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7/16 para proteger o comutador de proximidade contra água ou partículas sujas. Entretanto, o corpo de comutador 12 pode ser feito de qualquer material apropriado e pode ser fabricado por qualquer meio conhecido na técnica.

[0025] Como ilustrado nas figuras 1A e 4, a primeira metade de corpo semicilíndrico 12a do corpo de comutador 12 pode ter uma superfície casada substancialmente plana 51 que é adaptada para engatar uma superfície casada correspondente (não mostrada) da segunda metade de corpo 12b para formar o corpo de comutador 12. A primeira metade de corpo 12a também inclui uma primeira extremidade aberta 52 que inclui uma segunda cavidade de ímã semicilíndrica 54, e a segunda cavidade de ímã 54 pode estender para dentro ao longo de um eixo geométrico longitudinal 56 do corpo 12 que estende ao longo do plano da superfície casada 51. A segunda cavidade de ímã 54 pode ser dimensionada para receber um conjunto de ímã detector 58, ilustrado na figura 2, que inclui o segundo ímã no formato de disco 46 e uma base de ímã 60 acoplada ao segundo ímã 46, e o conjunto de ímã detector 58 pode deslocar deslizavelmente na segunda cavidade de ímã 54 ao longo do eixo geométrico longitudinal 56.

[0026] Uma primeira cavidade de ímã semi-cilíndrica 62 pode ser também formada na primeira metade de corpo 12a para receber e fixar o primeiro ímã 14 no corpo de tal modo que um eixo geométrico longitudinal do primeiro ímã no formato de disco 14 seja substancialmente alinhado com o eixo geométrico longitudinal 56 da primeira metade de corpo 12a. Uma cavidade de braço superior semicilíndrica 64 pode estender ao longo do eixo geométrico longitudinal 56 entre a segunda cavidade de ímã 54 e a primeira cavidade de ímã 62, e a cavidade de braço superior 64 pode ser dimensionada para receber um braço acionador alongado 66 que estende entre o braço cruzado 38 e a base de ímã 60. Uma cavidade de contato genericamente retangular 68 pode ser formada na primeira metade do corpo 12a para receber a segunda extremidade 20 do braço comum 16, a segunda extremidade 26 do braço primário 22, a segunda extremidade 34 do braço secundário 30, o braço cruzado 38, e uma primeira extremidade 116 do braço acionador 66. Uma cavidade de braço inferior semicilíndrica 70 pode estender ao longo do eixo geométrico longitudinal 56

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8/16 entre a primeira cavidade de ímã 62 e a cavidade de contato 68, e a cavidade de braço inferior 70 pode ser dimensionada para receber o braço acionador 66. Uma fenda comum retangular 72 pode estender a partir da cavidade de contato 68 até uma segunda extremidade 74 da primeira metade de corpo 12a em uma direção genericamente paralela ao eixo geométrico longitudinal 56 de tal modo que a fenda comum 72 forme uma abertura comum 75 em uma face traseira 76 da primeira metade do corpo 12a. A fenda comum 72 pode ser dimensionada para receber o braço comum 16 de tal modo que a primeira extremidade 18 do braço comum 16 estenda através da abertura comum 75 formada na face traseira 76. Uma fenda primária retangular 78 pode estender a partir da cavidade de contato 68 até a segunda extremidade 74 da primeira metade de corpo 12a em uma direção genericamente paralela a e deslocada a partir da fenda comum 72 de tal modo que a fenda primária 78 forme uma abertura primária 80 na face traseira 76 da primeira metade de corpo 12a. A fenda primária 78 pode ser dimensionada para receber o braço primário 22 de tal modo que a primeira extremidade 24 do braço primário 22 estenda através da abertura primária 80 na face traseira 76. Além disso, uma fenda secundária retangular 82 pode estender a partir da cavidade de contato 68 até a segunda extremidade 74 da primeira metade de corpo 12a em uma direção genericamente paralela a e deslocada a partir tanto da fenda comum 72 como da fenda primária 78 de tal modo que a fenda secundária 82 forme uma abertura secundária 84 na face traseira 76 da primeira metade de corpo 12a. A fenda secundária 82 pode ser dimensionada para receber o braço secundário 32 de tal modo que a primeira extremidade 32 do braço secundário 32 estenda através da abertura secundária 84 na face traseira 76.

[0027] Como discutido acima e como ilustrado nas figuras 1A e 2, o comutador de proximidade magneticamente disparado 10 também inclui um conjunto de ímã detector 58 deslizavelmente disposto na segunda cavidade de ímã 54 da primeira metade de corpo 12a e segunda metade de corpo 12b do corpo de comutador 12. O conjunto de ímã detector 58 pode incluir um segundo ímã 46, também chamado ímã detector, que pode ser de formato cilíndrico. Preferivelmente, o segundo ímã 46 tem

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9/16 o formato de um disco. 0 segundo ímã 46 pode ser um ímã permanente ou qualquer outro tipo de ímã apropriado. 0 conjunto de ímã detector 58 pode incluir também uma base de ímã 60 que pode ter uma porção inferior plana 86 e uma parede lateral circunferencial 88 que estende para longe da porção inferior 86. A porção inferior 86 e parede lateral 88 podem ser dimensionadas para receber o segundo ímã 46 de tal modo que uma superfície plana do segundo ímã 46 esteja próxima ao topo da parede lateral 88 e o raio externo do segundo ímã 46 seja levemente menor do que o raio interno da parede lateral 88. A base de ímã 60 pode ser feita de um metal como aço inoxidável, e o segundo ímã 46 pode ser fixado à base de ímã 60 por uma força magnética. Alternativamente, a base de ímã 60 pode ser feita de um material não magnético, e o segundo ímã 46 pode ser mecânica ou adesivamente fixado à base de ímã 60.

[0028] Com referência novamente às figuras 1A e 2, o comutador de proximidade magneticamente disparado 10 inclui ainda um primeiro ímã 14 também chamado um ímã de polarização. O primeiro ímã 14 pode ser de formato cilíndrico, e pode ter o formato de um disco. O primeiro ímã 14 pode ter também uma abertura 90 formada ao longo do eixo geométrico longitudinal central do primeiro ímã 14, e a abertura 90 pode ser dimensionada para receber o braço acionador 66. O primeiro ímã 14 pode ser recebido na primeira cavidade de ímã 62 do corpo de comutador 12 de tal modo que o primeiro ímã 14 não possa deslocar quando a primeira metade do corpo 12a e a segunda metade do corpo 12b são unidas para formar o corpo do comutador 12. O primeiro ímã 14 pode ser feito do mesmo material que o segundo ímã 46, porém o raio e a espessura do primeiro ímã 14 podem ser individualmente menores do que o raio e espessura respectivos do segundo ímã 46. O primeiro ímã 14 pode ser posicionado na primeira cavidade de ímã 62, de tal modo que o segundo ímã 46 seja atraído para o primeiro imã 14. Isto é, se um pólo norte do segundo ímã 46 estiver voltado para a segunda extremidade 74 do corpo de comutador 12, um pólo sul do primeiro ímã 14 é disposto voltado para o pólo norte do segundo ímã 46. Inversamente, se um pólo sul do segundo ímã 46 estiver voltado para a segunda extremidade 74 do corpo de comutador 12, um pólo norte do primeiro ímã 14 é

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10/16 disposto voltado para o pólo sul do segundo ímã 46.

[0029] Com referência às figuras 1A, 2 e 5A, o comutador de proximidade magneticamente disparado 10 também inclui um braço comum 16, que é um componente comum do circuito formado pela primeira posição de comutador e o circuito formado pela segunda posição de comutador. O braço comum 16 pode ser uma tira estreita de um metal condutor, como cobre ou uma liga de cobre, e o braço comum 16 pode ser formado de um processo de estampagem. Como discutido acima, a segunda extremidade 20 do braço comum 16 é disposta na cavidade de contato 68 de tal modo que o braço comum 16 estende através da fenda comum 72 formada no corpo de comutador 12, e a primeira extremidade 18 se projeta através da abertura comum 75 até uma posição fora do corpo de comutador 12. O braço comum 16 pode ser posicionado na fenda comum 72 de tal modo que um eixo geométrico longitudinal do braço comum 16 seja paralelo ao eixo geométrico longitudinal 56 do corpo de comutador 12, enquanto em uma direção transversal, o braço comum 16 é perpendicular ao plano que passa através da superfície casada 51 da primeira metade de corpo 12a. Uma superfície traseira 91 do braço comum 16 pode contatar uma primeira parede 92 da fenda comum 72, a primeira parede 92 sendo longitudinalmente alinhada com o braço comum 16 e perpendicular ao plano da superfície casada 51, como mostrado na figura 4. Uma porção do braço comum 16 disposta na fenda comum 72 pode ser curva, e uma superfície superior da porção curva 94 pode contatar uma segunda parede 96 que forma a fenda comum 72, a segunda parede 96 sendo deslocada de e paralela à primeira parede 92. Como a distância transversal entre a superfície superior da porção curva 94 e a superfície traseira 91 do braço comum 16 é maior do que a distância entre a primeira parede 92 e a segunda parede 96 da fenda comum 72, um encaixe de interferência é fornecido que fixa o braço comum 16 na fenda comum 72. Uma superfície inferior 98 do braço comum 16 pode contatar uma terceira parede 100 que forma a fenda comum 72 da primeira metade de corpo 12a, a terceira parede 100 sendo perpendicular à primeira parede 92 e a segunda parede 96, e uma superfície superior 102 do braço comum 16 pode contatar uma quarta parede (não mostrada)

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11/16 da fenda comum correspondente 72 da segunda metade de corpo 12b quando a primeira metade de corpo 12a e a segunda metade de corpo 12b são montadas no corpo de comutador 12. Como a terceira parede 100 da fenda comum 72 é mais próxima ao plano formado pela superfície casada 51 do que uma superfície inferior 98 da cavidade de contato 68, existe uma folga entre a superfície inferior 101 do braço comum 16 e a superfície inferior 101 da cavidade de contato 68 da primeira metade de corpo 12a. Similarmente, existe uma folga entre a superfície superior 102 do braço comum 16 e a superfície superior (não mostrada) da cavidade de contato 68 da segunda metade de corpo 12b. O braço comum 16 pode incluir também uma fenda transversal 104 que estende através da largura do braço comum 16 próximo à segunda extremidade 20.

[0030] Com referência às figuras 1A e 2, o comutador de proximidade magneticamente disparado 10 também inclui um braço primário 22. O braço primário 22 pode ser feito do mesmo material que o braço comum 16, e o braço primário 22 pode engatar a fenda primária 78 do mesmo modo que o braço comum 16 engata a fenda comum 72. Por conseguinte, uma porção curva 106 do braço primário 22 provê um encaixe de interferência na fenda primária 78 para reter o braço primário 22 na fenda primária 78. Além disso, a primeira extremidade 24 do braço primário 22 estende a partir da abertura primária 80 formada na face traseira 76 do corpo de comutador 12 de tal modo que quando visto perpendicular à superfície casada 51, a primeira extremidade 24 do braço primário 22 esteja paralelo à primeira extremidade 18 do braço comum 16. A segunda extremidade 26 do braço primário 22 é acoplada a um contato primário 28. O contato primário 28 pode ser feito de um metal condutivo, como cobre ou uma liga de cobre, e o contato primário 28 pode ser fixado ao braço primário 22 em qualquer modo conhecido na técnica, como soldagem ou fixação mecânica. Alternativamente, o contato primário 28 pode ser integralmente formado com a segunda extremidade 26 do braço primário 22. O contato primário 28 pode ser disposto próximo a uma primeira parede de cavidade 108 que define parcialmente a cavidade de contato 68.

[0031] Com referência novamente às figuras 1A e 2, o comutador de proximidade

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12/16 magneticamente disparado 10 também inclui um braço secundário 30. O braço secundário 30 pode ser feito do mesmo material que o braço comum 16, e o braço secundário 30 pode engatar a fenda secundária 82 do mesmo modo que o braço comum 16 engata a fenda comum 72. Entretanto, o braço secundário 30 pode ser posicionado na fenda secundária 82 em uma relação de “imagem em espelho” com o braço primário 22 na fenda primária 78. Mais especificamente, uma superfície superior da porção curva 110 do braço secundário 30 pode estar voltada para uma superfície superior da porção curva 106 do braço primário 22. Como configurado, a primeira extremidade 32 do braço secundário 30 estende a partir da abertura secundária 84 formada na face traseira 76 do corpo de comutador 12 de tal modo que quando visto perpendicular à superfície casada 51, a primeira extremidade 32 do braço secundário 30 é paralela tanto a primeira extremidade 24 do braço primário 22 como a primeira extremidade 18 do braço comum 16. A segunda extremidade 34 do braço secundário 30 é acoplada a um contato secundário 36. Similar ao contato primário 28, o contato secundário 36 pode ser feito de um metal condutivo, como cobre ou uma liga de cobre, e o contato secundário 36 pode ser fixado ao braço secundário 30 em qualquer modo conhecido na técnica, como soldagem ou fixação mecânica. Alternativamente, o contato secundário 36 pode ser integralmente formado com a segunda extremidade 34 do braço secundário 30. O contato secundário 36 pode ser disposto próximo a uma segunda parede de cavidade 112 da cavidade de contato 68 que é deslocada de e paralela à primeira parede de cavidade 108.

[0032] Com referência às figuras 1A, 2 e 5B, o comutador de proximidade magneticamente disparado 10 também inclui um braço cruzado 38. O braço cruzado 38 pode ser formado de uma tira estreita de um metal condutor, como cobre ou uma liga de cobre, e o braço comum 16 pode ser formado de um processo de estampagem e processo de flexão subseqüente. Uma segunda extremidade 42 do braço cruzado 38 pode incluir um contato comum 44. O contato comum 44 pode ser feito de um metal condutivo, como cobre ou uma liga de cobre, e o contato comum 44 pode ser fixado ao braço cruzado 38 em qualquer modo conhecido na técnica,

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13/16 como soldagem ou fixação mecânica. Alternativamente, o contato comum 44 pode ser integralmente formado com a segunda extremidade 42 do braço cruzado 38. Uma primeira extremidade 40 do braço cruzado 38 pode incluir um loop extremo 114, e uma porção do loop extremo 114 pode ser disposta na fenda transversal 104 do braço comum 16 de tal modo que o braço cruzado 38 possa girar em tomo da segunda extremidade 20 do braço comum 16 enquanto mantém contato com o braço comum 16. O braço cruzado 38 pode ser giratório em tomo da segunda extremidade 20 do braço comum 16 entre uma primeira posição de comutador e uma segunda posição de comutador. Na primeira posição de comutador, mostrada na figura 6A, o contato comum 44 do braço cruzado 38 está em contato com o contato primário 28 do braço primário 22, desse modo completando um circuito entre o braço comum 16 e o braço primário 22. Na segunda posição de comutador, mostrada na figura 6B, o contato comum 44 do braço cruzado 38 está em contato com o contato secundário 36 do braço secundário 30, desse modo completando um circuito entre o braço comum 16 e o braço secundário 30.

[0033] Com referência novamente às figuras 1A, 2 e 5B, o comutador de proximidade magneticamente disparado 10 também inclui um braço acionador 66. O braço acionador 66 pode ser um cilindro alongado tendo uma primeira extremidade 116 e uma segunda extremidade 118 oposta à primeira extremidade 116. Em vez de um cilindro, o braço acionador 66 pode ter qualquer formato em seção transversal apropriado ou combinação de formatos, como aquele de um quadrado, oval ou polígono. O braço acionador 66 pode ser formado de um material plástico ou qualquer outro material apropriado. O braço acionador 66 pode ser deslizavelmente disposto na cavidade de braço superior 64 e cavidade de braço inferior 70 do corpo de comutador 12, e cada da cavidade de braço superior 64 e cavidade de braço inferior 70 pode ter um diâmetro interno que é levemente maior do que o diâmetro externo do braço acionador 66. O braço acionador 66 pode estender também através da abertura 90 no primeiro ímã 14 quando o primeiro ímã 14 é disposto na primeira cavidade de ímã 62. A primeira extremidade 116 do braço acionador 66 pode incluir um entalhe 120, e o entalhe 120 pode receber uma porção de borda 122

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14/16 que define a abertura no braço cruzado 38 para fixar o braço acionador 66 ao braço cruzado 38, como mostrado na figura 5B. Entretanto, a primeira extremidade 116 pode ser acoplada ao braço cruzado 38 por qualquer meio conhecido na técnica, como, por exemplo, fixação mecânica. A segunda extremidade 118 do braço acionador 66 pode ser acoplada à base de ímã 60 do conjunto de ímã detector 58 em um modo similar ao acoplamento da primeira extremidade 116 ao braço cruzado 38.

[0034] Em operação, o primeiro ímã 14 provê uma força magnética que atrai o segundo imã 46. Essa força de atração desloca o conjunto de ímã detector 58 em direção ao primeiro ímã 14, desse modo deslocando o braço acionador 66 em direção à segunda extremidade 74 do corpo de comutador 12. O deslocamento do braço acionador 66 gira o braço cruzado 38 em tomo da segunda extremidade 20 do braço comum 16 de tal modo que o contato comum 44 esteja em contato com o contato primário 28. Nessa primeira posição de comutador, mostrada na figura 6A, um circuito é completado entre o braço primário 22 e o braço comum 16. Por conseguinte, o circuito fechado que resulta da primeira posição de comutador pode ser detectado por um processador que é operativamente conectado à primeira extremidade 18 do braço comum 16 e a primeira extremidade 24 do braço primário 22.

[0035] Entretanto, quando um alvo magnético 124, que pode incluir um ímã permanente ou um metal ferroso, é movido para uma posição em uma faixa predeterminada do comutador de proximidade 10, a força magnética entre o alvo 124 e o segundo ímã 46 pode ser maior do que a força magnética entre o segundo ímã 46 e o primeiro ímã 14. A força maior desloca o conjunto de ímã detector 58 em direção ao alvo 124 e para longe do primeiro ímã 14, desse modo deslocando o braço acionador 66 que é rigidamente acoplado à base de ímã 60 do conjunto de ímã detector 58. À medida que o braço acionador 66 é deslocado, o braço cruzado 38 é girado em tomo da segunda extremidade 20 do braço comum 16 para mover o contato comum 44 para fora de contato com o contato primário 28 e para contato com o contato secundário 36. Nessa segunda posição de comutador, mostrada na

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15/16 figura 6B, um circuito é completado entre o braço secundário 30 e o braço comum

16. Por conseguinte, o circuito fechado que resulta da segunda posição de comutador pode ser detectado por um processador que é operativamente conectado à primeira extremidade 18 do braço comum 16 e a primeira extremidade 32 do braço secundário 30. Quando o alvo não mais está compreendido na faixa predeterminada do comutador de proximidade 10, a força magnética entre o primeiro ímã 14 e o segundo ímã 46 se torna maior do que a força magnética entre o segundo ímã 46 e o alvo 124, e o comutador de proximidade 10 se move para a primeira posição no modo descrito acima.

[0036] Uma pessoa com conhecimentos comuns na técnica reconhecería que a força magnética entre o alvo 124 e o segundo ímã 46 pode depender de vários fatores, como o tamanho relativo do alvo 124 e o segundo ímã 46 e a distância entre o alvo 124 e o segundo ímã 46, e essas variáveis podem ser ajustadas para fornecer interação ótima entre o comutador de proximidade 10 e o alvo 124. Em um modo similar a força magnética entre o segundo ímã 46 e o primeiro ímã 14 também pode ser ajustada.

[0037] Uma pessoa com conhecimentos comuns na técnica reconhecería também que as modalidades reveladas do comutador de proximidade magneticamente disparado 10 permitem um corpo de comutador relativamente pequeno 12 tendo um desenho integrado, que permite adicionalmente que o comutador de proximidade magneticamente disparado 10 seja utilizado em aplicações com exigências de espaço limitado, como em caixas de ligação elétrica. Também é evidente para uma pessoa com conhecimentos comuns na técnica que as modalidades reveladas do comutador de proximidade magneticamente disparado 10, ao contrário de comutadores de proximidade típicos, não necessitam de uma força de energia externa para funcionar, desse modo simplificando instalação e estendendo a vida de trabalho do comutador de proximidade 10.

[0038] Embora várias modalidades tenham sido descritas acima, essa revelação não é destinada a ser limitada às mesmas. Variações podem ser feitas nas modalidades reveladas que estão ainda compreendidas no escopo das

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16/16 reivindicações apensas. Por exemplo, em vez da configuração de deslocamento único/pólo único descrita, uma configuração de deslocamento duplo/pólo duplo também é considerada. Além disso, LEDS podem ser incluídos no alojamento para indicar visualmente se o comutador de proximidade está na primeira posição de comutador ou segunda posição de comutador.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Comutador de proximidade magneticamente disparado (10), caracterizado pelo fato de que compreende:

um corpo de comutador (12);

um primeiro ímã (14) não movelmente fixado dentro do corpo de comutador (12), o primeiro imã (14) tendo a forma de um disco;

um braço comum (16) tendo uma primeira extremidade (18) e uma segunda extremidade (20), a segunda extremidade (20) sendo disposta dentro do corpo de comutador;

um braço primário (22) tendo uma primeira extremidade (24) e uma segunda extremidade (26), a segunda extremidade sendo disposta dentro do corpo de comutador e a segunda extremidade incluindo um contato primário (28);

um braço secundário (30) tendo uma primeira extremidade (32) e uma segunda extremidade (34), a segunda extremidade sendo disposta dentro do corpo de comutador e a segunda extremidade incluindo um contato secundário (36);

um braço cruzado (38) disposto dentro do corpo de comutador, o braço cruzado tendo uma primeira extremidade (40) e uma segunda extremidade (42), em que a primeira extremidade é acoplada ao braço comum (16) e a segunda extremidade inclui um contato comum (44); e um segundo ímã (46) em forma de disco disposto dentro do corpo de comutador, o segundo ímã sendo móvel em relação ao primeiro ímã (14), em que o segundo ímã (46) é acoplado ao braço cruzado (38) de tal modo que movimento do segundo ímã causa um movimento correspondente do braço cruzado entre uma primeira posição de comutador e uma segunda posição de comutador, e um braço acionador alongado (66) acoplando o segundo ímã ao braço comum, em que o braço acionador é fixado ao braço cruzado, em que na primeira posição de comutador, o contato comum (44) do braço cruzado está em contato com o contato primário (28) do braço primário, desse modo completando um circuito entre o braço comum e o braço primário, e em que na segunda posição de comutador, o contato comum (44) do

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2/4 braço cruzado está em contato com o contato secundário (36) do braço secundário, desse modo completando um circuito entre o braço comum e o braço secundário.

2. Comutador de proximidade magneticamente disparado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro ímã (14) e o segundo ímã (46) são selecionados para criar uma primeira força magnética entre o primeiro ímã e o segundo ímã, e a primeira força magnética mantém o braço cruzado (38) na primeira posição de comutador, e em que o segundo ímã (46) e um alvo (124) fora do corpo de comutador são selecionados para criar uma segunda força magnética entre o segundo ímã e o alvo, e a segunda força magnética faz com que o braço cruzado (38) se mova da primeira posição de comutador para a segunda posição de comutador se a segunda força magnética for maior do que a primeira força magnética.
3. Comutador de proximidade magneticamente disparado de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que quando a segunda força magnética entre o alvo (124) e o segundo ímã (46) se torna mais fraca do que a primeira força magnética entre o primeiro ímã (14) e o segundo ímã (46), a primeira força magnética faz com que o braço cruzado se mova da segunda posição de comutador para a primeira posição de comutador.
4. Comutador de proximidade magneticamente disparado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira extremidade (40) do braço cruzado (38) é pivotavelmente acoplada à segunda extremidade (20) do braço comum (16), e o movimento do segundo ímã (46) em relação ao primeiro ímã (4) faz com que o braço cruzado gire da primeira posição de comutador para a segunda posição de comutador ou da segunda posição de comutador para a primeira posição de comutador.
5. Comutador de proximidade magneticamente disparado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o braço acionador (66) é disposto dentro de uma abertura formada no primeiro ímã (14).
6. Comutador de proximidade magneticamente disparado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira extremidade (18, 24, 32)

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3/4 de cada um dentre o braço comum, o braço primário e o braço secundário é disposta fora do corpo de comutador.
7. Comutador de proximidade magneticamente disparado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo de comutador (12) é cilíndrico.
8. Comutador de proximidade magneticamente disparado de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o corpo de comutador (12) é compreendido de um material de temperatura elevada, e em que o corpo de comutador é compreendido de plástico.
9. Comutador de proximidade magneticamente disparado de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o corpo de comutador é hermeticamente vedado.
10. Método para detectar um alvo por um comutador de proximidade magneticamente disparado, caracterizado pelo fato de que compreende:

fornecer um corpo de comutador (12);

dispor uma segunda extremidade (20) de um braço comum (16) dentro do corpo de comutador;

dispor um contato primário (28) de um braço primário (22) dentro do corpo de comutador;

dispor um contato secundário (36) de um braço secundário (30) dentro do corpo de comutador;

acoplar movelmente um braço cruzado (38) tendo um contato comum (44) ao braço comum (16);

acoplar um segundo ímã (46) ao braço comum (38);

posicionar um primeiro ímã (14) estacionário dentro do corpo de comutador adjacente ao segundo ímã (46), o primeiro imã tendo a forma de um disco;

propender o contato comum (44) do braço cruzado (38) para contato com o contato primário (28) pela força do primeiro ímã (14) agindo no segundo ímã (46); e

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ΑΙΑ posicionar um alvo (124) em um primeiro local fora do corpo de comutador de tal modo que a força magnética entre o alvo e o segundo ímã (46) seja maior do que a força magnética entre o primeiro ímã (14) e o segundo ímã (46), desse modo movendo o braço cruzado (38) de tal modo que o contato comum desengate do contato primário (28) e engate com o contato secundário (36).
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda posicionar o alvo (124) em um segundo local fora do corpo de comutador de tal modo que a força magnética entre o alvo (124) e o segundo ímã (46) seja menor do que a força magnética entre o primeiro ímã (14) e o conjunto magnético, desse modo movendo o braço cruzado de tal modo que o contato comum desengate do contato secundário e engate com o contato primário.
12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o braço cruzado (38) é pivotavelmente acoplado à segunda extremidade (20) do braço comum (16) de tal modo que o braço cruzado pivote para desengatar o contato comum (44) do contato primário (28) e engatar o contato comum (44) com o contato secundário (36).
13. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que quando o contato comum (44) engata o contato primário (28), um circuito fechado é formado entre o braço comum e o braço primário, e quando o contato comum engata o contato secundário, um circuito fechado é formado entre o braço comum e o braço secundário.
14. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda dispor uma primeira extremidade (18, 24, 32) de cada um dentre o braço comum, o braço primário e o braço secundário fora do corpo de comutador.
15. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda vedar hermeticamente o corpo de comutador.