BR112013020479B1 - Montagem de relé eletromagnético e método para a comutação de um relé eletromagnético - Google Patents

Abstract

montagem de relé eletromagnético para permitir corrente passar seletivamente através de terminais de comutador e método para comutar um relé eletromagnético uma montagem de relé eletromagnético compreende uma montagem de bobina eletromagnética giratória, primeiro e segundo pares de imãs permanentes opostos e uma montagem de comutador. a montagem de comutador compreende uma bobina, um núcleo, e um alojamento de bobina giratória. a bobina é enrolada ao redor do núcleo. o núcleo compreende terminações de núcleo opostas, e o alojamento de bobina tem um eixo de rotação ortogonal ao eixo de bobina. os pares de imãs posicionados fixamente adjacentes às terminações de núcleo de modo que as terminações de núcleo sejam respectivamente deslocáveis intermediárias aos pares de imãs. a bobina opera para criar um campo magnético direcionável através do núcleo para transmitir rotação de alojamento de bobina sobre o eixo de rotação por meio de atração aos imãs posicionados/ancorados. as terminações de núcleo deslocam braços de ligação, e os braços de ligação atuam montagens de mola de contato da montagem de comutador intermediárias às posições aberta e fechada.

Description

HISTÓRIA ANTERIOR

Este pedido reivindica o benefício de Pedido de Patente pendente US No. 12/931.820, depositado no Escritório de Marcas Registradas e Patentes dos Estados Unidos em 11 de Fevereiro de 2011, cujas especificaçõe estão incorporadas por meio deste por referência.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

A invenção divulgada, em geral, refere-se a uma montagem de relê eletromagnético incorporando uma montagem de uma bobina de núcleo giratório. Mais particularmente, a invenção divulgada refere-se a uma montagem de relé eletromagnético tendo uma montagem de bobina magneticamente atuável giratória sobre um eixo de rotação se estendendo ortogonalmente em relação ao eixo de motagem de bobina.

BREVE DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

Em geral, a função de um relé eletromagnético é utilizar uma pequena quantidade de energia no eletroimã para mover um rotor que seja capaz de comutar uma quantia muito maior de energia. A título de exemplo, quem desenha o relé pode querer que eletroimã energize utilizando 5 volts e 50 miliamperes (250 miliwatts), enquanto que um rotor pode suportar 120 volts em 2 amperes (240 watts). Relés são bem comuns em eletrodomésticos onde há um controle eletrônico de ligar (ou desligar) alguns dispositivos de aplicação tais como um motor ou uma luz. Várias montagens de relé eletromagnéticos exemplares refletivas do estado da técnica e divulgadas nas patentes dos Estados Unidos são brevemente descritas daqui em diante.

Patente dos Estados Unidos No. 6.046.660 ('660 Patente), que expedida para Gruner, divulga uma montagem de Relé Magnético de Retenção com um Motor Linear (a Latching Magnetic Relay assembly with a Linear Motor). A '660 Patente descreve um relé magnético de retenção capaz de transferir correntes superiores a 100 amperes para uso na regulação da transferência de eletricidade ou em outras aplicações exigir a comutação das correntes superiores a 100 amperes. Uma montagem de motor de relé tem um carretel de bobina alongado com uma cavidade se estendendo axialmente nele. Uma bobina de excitação é enrolada ao redor do carretel. Uma moldura ferromagnética, em geral, em formato de U tem uma seção de núcleo disposta em e se estendendo através da cavidade se estendendo axialmente no carretel de bobina alongado.

Duas seções de contato se estendem, em geral, perpendicularmente à seção de núcleo e sobe acima da montagem de motor. Uma montagem de atuador é magneticamente acoplada à montagem de motor de relé. A montagem de atuador é compreendida de uma moldura de atuador operativamente acoplada a uma primeira e segunda peças de polo ferromagnéticos, em geral, em formato de U, e um imã permanente. Uma ponte de contato feita de uma folha de cobre de material condutor é operativamente acoplada à montagem de atuador.

Patente dos Estados Unidos No. 6.246.306 ('306 Patente), a qual expedida para Gruner, divulga um Relé Eletromagnético com Mola de Pressão (Electromagnetic Relay with Pressure Spring). A ‘306 Patente ensina um relé eletromagnético tendo uma montagem de motor com um carretel preso a um alojamento. Um núcleo é conectado de modo adjacentemente abaixo do carretel exceto pela extremidade de núcleo, que se estende a partir do carretel. Uma extremidade de rotor angaja magneticamente a extremidade de núcleo quando a bobina é energizada. Um atuador engaja o rotor e uma pluralidade de montagens de mola de contato de centro. A montagem de mola de centro é compreendida de uma mola de contato de centro a qual não é pré-inclinada e é ultrassonicamente soldada sobre um terminal de contato de centro.

Uma mola normalmente aberta é posicionada relativamente paralela a uma mola de contato de centro. A mola normalmente aberta é ultrassonicamente soldada sobre um terminal normalmente aberto para formar uma montagem de mola de contato externa normalmente aberta. Uma mola de contato externo normalmente fechada é posicionada verticalmente com relação à mola de contato de centro de modo que a montagem de mola de contato externo normalmente fechada esteja em contato com a montagem de mola de contato de centro, quando a mola de contato de centro não está sendo atuada pelo atuador. A mola normalmente fechada é ultassonicamente soldada sobre um terminal normalmente fechado para formar uma montagem normalmente fechada. Uma mola de pressão pressuriza a mola de contato do centro acima do atuador quando o atuador não está em uso.

Patente dos Estados Unidos No. 6.252.478 ('478 Patente), a qual expedida para Gruner, divulga um Relé Eletromagnético (Electromagnetic Relay). A '478 Patente descreve um relé eletromagnético tendo uma montagem de motor com um carretel preso a uma moldura. Um núcleo é disposto dentro do carretel exceto para uma extremidade de núcleo que se estende a partir do carretel. Uma extremidade de rotor engaja magneticamente a extremidade do núcleo quando a bobina é energizada. Um atuador engaja o rotor e uma pluralidade de montagens de lâminas móveis. A montagem de lâmina móvel está compreendida de uma lâmina móvel ultrassonicamente soldada sobre um terminal de contato de centro.

Uma lâmina normalmente aberta é posicionada relativamente paralela a uma lâmina móvel. A lâmina normalmente aberta é ultrassonicamente soldada sobre um terminal normalmente aberto para formar uma montagem de contato normalmente aberta. Uma montagem de contato normalmente aberta compreendida de um terceiro rebite de contato e um terminal normalmente fechado. Uma montagem de contato normalmente fechada é posicionada verticalmente com relação à lâmina móvel de modo que a montagem de contato normalmente fechada esteja em contato com a montagem de lâmina móvel quando a lâmina móvel não está sendo atuada pelo atuador.

Patente dos Estados Unidos No. 6.320.485 ('485 Patente), a qual expedida para Gruner, divulga uma Montagem de Relé Eletromagnético com um Motor Linear (Electromagnetic Relay Assembly with a Linear Motor). A '485 Patente descreve um relé eletromagnético capaz de transferir correntes superiores a 100 amperes para uso na regulação da transferência de eletricidade ou em outras aplicações exigindo a comutação das correntes superiores a 100 amperes. Uma montagem de motor de relé tem um carretel de bobina alongado com uma cavidade se estendendo axialmente nele. Uma bobina de excitação é enrolada ao redor do carretel. Uma moldura ferromagnética, em geral, em formato de U tem uma seção de núcleo disposta em e se estendendo através da cavidade que se estende axialmente no carretel de bobina alongado.

Duas seções de contato se estendem, em geral, perpendicularmente à seção de núcleo e sobe acima da montagem de motor. Uma montagem de atuador é acoplada magneticamente à montagem de motor de relé. A montagem de atuador é compreendida de uma moldura de atuador operativamente acoplada a uma primeira e segunda peças de polo ferromagnético, em geral, em formato de U, e um imã permanente. Uma ponte de contato feita de uma folha de cobre de material condutor é operativamente acoplada à montagem de atuador.

Patente dos Estados Unidos No. 6.563.409 ('409 Patente), a qual expedida para Gruner, divulga uma Montagem de Relé Magnético de Retenção (Latching Magnetic Relay Assembly). A '409 Patente descreve uma montagem de relé magnético de retenção compreendendo um motor de relé com um primeiro carretel de bobina tendo uma primeira bobina de excitação enrolada ali ao redor e um segundo carretel de bobina tendo uma segunda bobina de excitação enrolada ali ao redor, ambas, referida primeira bobina de excitação e referida segunda bobina de excitação sendo idênticas, referida primeira bobina de excitação sendo eletricamente isolada da segunda bobina de excitação; uma montagem de atuador magneticamente acoplada a ambos referido motor de relé, referida montagem de atuador tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; e um ou dois grupos de montagens de ponte de contato, cada uma do referido grupo de montagens de ponte de contato compreendendo uma ponte de contato e uma mola.

Outras divulgações patentárias de intesse particular são Patentes Nos. US 4.743.877, a qual expedida para Oberndorfer et al.; US 5.568.108, a qual expedida para Kirsch; US 5.910.759; US 5.994.987; US 6.020.801; US 6.025.766, todas das quais expedidas para Passow; US 5.933.065, a qual expedida para Duchemin; US 6.046.661, a qual expedida para Reger et al.; US 6.292.075, a qual expedida para Connell et al.; US 6.426.689, a qual expedida para Nakagawa et al.; US 6.661.319 e 6.788.176, a qual expedida para Schmelz; US 6.949.997, a qual expedida para Bergh et al.; US 6.940.375, a qual expedida para Sanada et al.; e Publicação de Pedido de Patente No. US 2006/0279384, a qual foi de autoria de Takayama et al.

O Schmelz, Duchemin, e certas da divulgações de Gruner foram particularmente relevantes para a matéria de objeto como descrito nas Patentes Nos. US 7.659.800 (a '800 Patente) e US 7.710.224 (a ’224 Patente), a qual expedida para Gruner et al. As '800 e '224 Patentes descrevem relés eletromagnéticos compreendendo essencialmente uma montagem de bobina, uma montagem de rotor ou ponte, e uma montagem de comutador. A montagem de bobina compreende uma bobina e um núcleo e um núceo em formato de C. A bobina é enrolada ao redor de um eixo de bobina se estendendo através no núcleo. O núcleo compreende terminações de núcleo paralelas ao eixo de bobina. A montagem de ponte compreende uma ponte em formato de H e um atuador.

A ponte compreende vias de campo medial, lateral e transversal. O atuador se estende lateralmente a partir da via de campo lateral. As terminações de núcleo são coplanares com o eixo de rotação e recebido entre as vias de campo medial e lateral. O atuador é cooperável com a montagem de comutador. A bobina cria um campo magnético direcionável através da montagem de ponte por meio das teminações de núcleo para transmitir rotação de ponte sobre o eixo de rotação. A rotação de ponte desloca o atuador para a abertura e fechamento da montagem de comutador.

Notadamente, a Patente Kirsch No. 5.568.108; o Reger et al. Patente No. 6.046.661; o Nakagawa et al. Patente No. 6.426.689; o Schmelz Patente Nos. 6.661.319 e 6.788.176 e o Gruner et al. '800 e 224 patentes ensinam ou descrevem montagens de rotor tendo uma porção em formato de H pivotável sobre um eixo de pivô de rotação, cuja porção em formato de H compreende ou é de outro modo fixada a um braço atuador alongado se estendendo a partir da porção em formato de H.

É notado que um problema inerente com relés eletromagnéticos convencionais incorporando uma montagem de bobina e um rotor do(s) tipo anterior é que eles são bem suscetíveis a adulteração magnética. Isso é primeiramente porque o rotor de rotação aloja um imã permanente. Esses imãs permanentes reagem ao campo magnético gerado pela bobina e são ou repelidos ou atraídos, criando assim um movimento mecânico para abrir e/ou fechar os contatos.

Isso deixa o relé(s) vulnerável à adulteração pelo uso de um imã muito grande (isto é, posicionando um campo magnético conflitante grande) externo ao relé. Desde que imãs permanentes sejam alojados em um invólucro plástico giratório, isso significa que t irá apenas manter seu estado desde que nenhuma outra força magnética ou mecânica seja exercida para o relé que é maior do que a força de manutenção magnética dos imãs permanentes.

Nota-se que certos padrões internacionais exigem que o relé mantenha seu estado ou na posição aberta ou fechada quando um campo magnético medindo pelo menos 5000 Gauss é trazido dentro de 40 milímetros do relé. Durante este teste, muitos relés não podem operar devido ao campo magnétido de 5000 Gauss conflitante. Este tipo de adulteração é comum nos países em desenvolvimento ou em áreas de baixa renda para trazer para trás o medidor de eletricidade após a companhia concessionária o ter desligado remotamente.

O estado da técnica, portanto, percebe uma necessidade por um relé eletromagnético que seja resistente à adulteração magnética por meio do qual os imãs permanentes são fixados ou ancorados e a própria montagem de bobina gira com deslocamentos minimizados de modo a intensificar o campo magnético operativo de outro modo inerente aos imãs de mesmo tamanho.

RESUMO DA INVENÇÃO

Está, consequentemente, no objetivo da presente invenção prover uma chamada montagem de relé eletromagnético bi-estável em que os imãs permanentes são fixados dentro dos plásticos e a própria bobina gira, diferente de relés convencionais incorporando bobinas fixas e imãs permanentes móveis associados de modo cooperativo com rotores giratórios. Para atingir este e outros objetivos prontamente aparentes, a presente invenção provê essencialmente uma montagem de relé eletromagnético para permitir corrente passar através de terminais de comutador, cujo relé compreende uma montagem de bobina eletromagnética giratória, primeiro e segundo pares dos imãs permanentes opostos, e uma montagem de comutador.

A montagem de bobina giratória compreende uma bobina de condutor de corrente, um núcleo de bobina se estendendo axialmente, e um alojamento de bobina giratória. A bobina é enrolada ao redor do núcleo, cujo núcleo é colinear ou paralelo com o eixo da bobina. A bobina compreende terminações de acionamento de eletroimã, o núcleo compreende terminações de núcleo opostas, e o alojamento de bobina tem um eixo de alojamento de rotação ortogonal ao eixo de bobina.

O primeiro e segundo pares de imãs permanentes opostos são respectivamente e fixamente posicionados adjacentes às terminações de núcleo de modo que as terminações de núcleo sejam respectivamente deslocáveis intermediárias aos pares de imãs. A montagem de comutador compreende primeiro e segundo braços de ligação, e primeiro e segundo braços de mola. Os braços de ligação interconectam as terminações de núcleo e braços de mola. Os braços de mola, cada um, compreendem pares opostos de contatos e um terminal de comutador.

A bobina opera para criar um campo magnético direcionável através do núcleo para transmitir rotação de alojamento de bobina sobre o eixo de alojamento de rotação por meio de atração aos imãs permanentes posicionados/ancorados. As terminações de núcleo deslocam braços de ligação, e os braços de ligação atuam os braços de mola intermediários a uma posição de montagem de comutador aberta e uma posição de montagem de comutador fechada, cuja última permite a corrente passar através da montagem de comutador por meio dos contatos e dos terminais de comutador.

Certos recursos periféricos da montagem de relé eletromagnético essenciais incluem, por exemplo, certos meios de mola para amortecer vibração de contato intermediária aos contatos quando comutando a partir da posição aberta para a posição fechada. Neste respeitante, é contemplado que os braços de mola, cada um, pode preferencialmente compreender primeira e segunda seções de mola espaçadas cooperáveis com os braços de ligação e lateralmente espaçadas dos contatos de modo a maximizar o efeito de amortecimento quando comutando a partir das posições de montagem de comutador aberta para fechada.

Nesse último respeitante, nota-se ser um problema principal para todas as engrenagens de comutação eletro-mecânicas o salto de contato quando fechando em uma carga elétrica. Para superar isso, muitos adicionaram folha adicional ou molas helicoidais para amortecer o salto dos contatos. A presente invenção leva vantagem de um processo de estampagem simples que permite a incorporação de uma mola de redução de salto integrado em ambos os lados do sítio de contato ao invés de apenas um.

Enquanto a extremidade solta de uma mola é o local mais provável de abrir quando operando o relé, ainda pode ocorrer que os contatos abram mesmo se a extremidade solta da mola é ajustada para a posição fechada. Para superar isso, um procedimento de estampagem adicional foi incorporado na presente invenção de modo a aplicar pressão de contato tanto do lado esquerdo quanto direito do contato, garantindo pressão de contato igual e tendo certeza que os contatos ficam fechados quando o relé é operado.

Outros objetivos da presente invenção, bem como recursos particulares, elementos, e vantagens dos mesmos, serão elucidados ou se tornarão aparentes a partir da descrição seguinte e das figuras ilustradas de acompanhamento.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Outros recursos da minha invenção se tornarão mais evidentes a partir de uma consideração da segguinte descrição breve das figuras da patente:

Figura No. 1 é uma vista em perspectiva superior de uma montagem de relé montada e preferencial (polo único exemplar) de acordo com a presente invenção com cobertura de alojamento de relé removida para mostrar componentes internos.

Figura No. 2 é uma vista em perspectiva superior explodida da montagem de relé preferencial de acordo com a presente invenção mostrando do topo ao fundo, uma estrutura de suporte, uma montagem de bobina montada, estruturas de ligação, montagens de mola de contato, imãs permanentes e o invólucro de fundo de relé.

Figura No. 3 é uma vista em perspectiva superior explodida da montagem de bobina de acordo com a presente invenção.

Figura No. 4 é vista de plano superior da montagem de relé montada e preferencial de acordo com a presente invenção com cobertura de alojamento de relé removida para mostrar componentes internos em uma posição de montagem de comutador aberta.

Figura No. 5 é vista plana superior da montagem de relé preferencial e montada de acordo com a presente invenção com cobertura de alojamento de relé removida para mostrar componentes internos em uma posição de montagem de comutador fechada.

Figura No. 6 é uma vista plana alargada da montagem de bobina giratória (posicionada intermediária aos pares de imãs permanentes fixos) e montagens de mola de contato na posição de montagem de comutador aberta.

Figura No. 7 é uma vista plana alargada da montagem de bobina giratória (posicionada intermediária aos pares de imãs permanentes fixos) e montagens de mola de contato na posição de montagem de comutador fechada.

Figura No. 8 é uma exibição do tipo diagramático alargado da montagem de bobina giratória posicionada intermediária aos pares de imãs permanentes fixos na posição de montagem de comutador aberta.

Figura No. 9 é uma exibição do tipo diagramático alargada da montagem de bobina giratória posicionada intermediária aos pares de imãs permanentes fixos na posição de montagem de comutador fechada.

Figura No. 10 é uma exibição alargada das montagens de mola de contato na posição de montagem de comutador aberta.

Figura No. 11 é uma exibição alargada das montagens de mola de contato na posição de montagem do comutador fechada.

Figura No. 12 é uma vista plana alargada da montagem de bobina giratória de uma modalidade alternativa de múltiplos polos de acordo com a presente invenção mostrando a montagem de bobina giratória na posição de montagem de comutador aberta.

Figura No. 13 é uma vista plana alargada da montagem de bobina giratória de uma modalidade alternativa de múltiplos polos de acordo com a presente invenção mostrando a montagem de bobina giratória na posição de montagem de comutador fechada.

Figura No. 14 é uma vista em perspectiva de topo explodida fragmentária da montagem de relé preferencial seccionada ao longo do eixo de montagem da bobina de rotação.

Figura No. 15 é uma vista seccional explodida fragmentária das estruturas de outro modo exibidas na Figura No. 14 mostrando o eixo de bobina ortogonal ao eixo de montagem de bobina de rotação.

Figura No. 16 é uma vista em perspectiva superior de uma montagem de relé de múltiplos polos montados e alternativos de acordo com a presente invenção com cobertura de alojamento de relé removida para mostrar componentes internos.

Figura No. 17 é uma vista em perspectiva superior explodida da montagem de relé de múltiplos polos alternativos de acordo com a presente invenção mostrando a partir do topo até o fundo, uma estrutura de suporte, uma montagem de bobina montada, estruturas de ligação, montagens de mola de contato, imãs permanentes, e o invólucro de fundo de relé.

Figura No. 18 é vista plana superior da montagem de relé de múltiplos polos montada e alternativa de acordo com a presente invenção com cobertura de alojamento de relé removida para mostrar componentes internos em uma posição de montagem de comutador aberta.

Figura No. 19 é vista plana superior da montagem de relé de múltiplos polos montadas e alternativas de acordo com a presente invenção com cobertura de alojamento de relé removida para mostrar componentes internos em uma posição de montagem de comutador fechada.

Figura No. 20 é uma exibição diagramática dos limites de plano em formato de X que define os limites do movimento das terminações de núcleo intermediárias aos imãs permanentes posicionados fixamente de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERENCIAL

Referindo-se agora às figuras, a modalidade preferencial da presente invenção refere-se à chamada montagem de relé eletromagnético bi-estável (com motor de acionamento X) 10 como, em geral, ilustrada e referenciada nas Figuras Nos. 1, 2, 4 e 5. Montagem 10 acredita-se ensinar os conceitos estruturais básicos apoiando a presente invenção, cujos conceitos estruturais básicos podem ser aplicados tanto às montagens de polo único como, em geral, exibido e apoiado pela montagem 10, quanto as montagens de múltiplos polos. A esse último respeito, uma montagem de quatro polos exemplares 20 é geralmente ilustrada e referenciada nas Figura Nos. 16 — 19.

A montagem de relé eletromagnético 10 funciona essencialmente para permitir seletivamente a corrente passar através dos terminais de comutador 11. A montagem de relé eletromagnético 10 compreende preferencialmente uma montagem de bobina eletromagnética 12, primeiro e segundo pares dos imãs permanentes opostos 13, e uma montagem de comutador compreendendo vários componentes, incluindo primeiro e segundo braços de ligação 14 (compreendendo uma ou mais porções em formato de L), e primeiro e segundo braços de mola 15, cujos braços 15 estão em comunicação elétrica com, ou de outro modo extensões fixadas (condutivamente) dos terminais de comutador 11.

A montagem de bobina 12 pode preferencialmente ser pensada para compreender uma bobina condutora de corrente 16 (com montagem de bobina 26), um núcleo de bobina 17, e um alojamento de bobina 18 (compreendendo uma tampa de bobina 18(a) (equipada com condutore(s) de tampa de bobina 25) e uma caixa de bobina ou base de bobina 18(b)). A bobina 16 é enrolada em torno do núcleo 17, cujo núcleo 17 é colinear com um eixo de bobina como no 100. A bobina 16 compreende terminações de acionamento eletromagnético como no 19, e o núcleo 17 compreende terminações de núcleo opostas (linearmente) como no 21.

Notadamente, o alojamento de bobina 18 tem um eixo de alojamento de rotação 101, cujo eixo 101 se estende ortogonalmente em relação ao eixo de bobina 100. O eixo de alojamento de rotação 101 se estende através de estruturas de pino 22 formadas em alinhamento axial sobre a tampa de bobina 18(a) e a caixa de bobina 18(b) do alojamento 18, cujas estruturas de pino 22 são recebidas em estruturas de recepção de pino 23 formadas em um suporte 27 e alojamento de relé 24.

O primeiro e segundo pares dos imãs permanentes opostos 13 são respectivamente e fixamente posicionados obliquamente (por meio de estruturas de ancoragem de alojamento 28) adjacentes às terminações de núcleo 21 de modo que as terminações de núcleo 21 sejam respectivamente deslocáveis intermediárias aos respectivos pares de imãs 13. Os pares opostos de imãs permanentes 13 cada um compreende faces de imãs opostos substancialmente planos 29, com faces 29 estendendo em planos de intersecção 102 exibindo assim uma configuração plana em formato de X como no 103 na Figura No. geralmente definindo os limites do movimento das terminações de núcleo 21.

A este último respeito, será notado que o núcleo 17 tem uma espessura como no 104, e os imãs 13 são posicionados (por meio de estruturas de ancoragem 28) consequentemente de modo a contactar adequadamente as terminações de núcleo 21. Em outras palavras, o núcleo 17 compreende preferencialmente faces de núcleo opostas substancialmente planas como no 30 de modo que as faces de núcleo 30 e faces de imã 29 sejam anguladas de modo similar quando contatando umas às outras para maximizar área de superfície de contato e reforçando fluxo de corrente através da área de superfície de contato intermediária ao núcleo 17 e imãs permanentes 13.

Será entendido formar uma consideração das figuras que os braços de ligação 14 (ou braços de ligação 14(a) da modalidade de múltiplos polos) funciona para interconectar as terminações de núcleo 21 e braços de mola 15. Os braços de mola 15, cada um, compreende (isto é, estão em comunicação elétrica com ou de outro modo fixado condutivamente a) pares opostos de contatos 31 e um terminal de comutador como no 11. Os pares opostos de contatos 31 estão justapostos adjacentes entre si de modo que quando a montagem de comutador está na posição fechada, os contatos 31 contatem um ao outro como, em geral, exibido nas Figuras Nos. 5, 7, 11 e 19. Ao contrário, a posição de montagem de comutador aberta é geralmente e comparativamente exibida nas Figuras Nos. 4, 6, 10e 18.

A bobina 16, quando provida com corrente, funciona para criar um campo magnético como no 105, cujo campo magnético 15 é direcionável através do núcleo 17 e cooperável com os imãs 13 (como geralmente polo alinhado e exibido nas Figuras Nos. 8 e 9) para transmitir rotação de alojamento de bobina (tipo pivô) (como no 106) sobre o eixo de alojamento de rotação 101. As terminações de núcleo 21, consequentemente, funcionam para deslocar os braços de ligação 14, cujos braços de ligação 14, por sua vez atuam os braços de mola 15 intermediários à posição aberta e posição fechada como previamente referenciado. A posição fechada permite a corrente passar através da montagem de comutador por meio dos contatos 31 e os terminais de comutador 11.

Como notado anteriormente os braços de ligação da montagem 10 são preferencialmente em formato de L a partir da vista plana superior e, consequementemente compreendem uma primeira porção de ligação como no 32 e uma segunda porção de ligação como no 33. Com a montagem 20, os braços de ligação 14 compreendem uma primeira porção de ligação como no 34 e uma série de segundas porções de ligação como no 35 (ou uma série de estruturas em formato de L interconectadas). As segundas porções de ligação 33 e 35 de cada montagem 10/20 respectivamente se estendem em direção uma a outra ortogonal às primeiras porções de ligação 32 e 34 de cada montagem 10/20. As terminações de núcleo 21 são conectadas às primeiras porções de ligação 32 ou 34 e os braços de mola 15 se estendem substancialmente paralelos às segundas porções de ligação 33 ou 35 quando em uma posição de montagem de comutador aberta.

Os braços de mola 15 são preferencialmente paralelos entre si se nas posições de montagem de comutador aberta ou fechada e cada uma compreende faces opostas, cujas faces internas 40 se voltam uma para outra como exibido de modo geral e referenciado nas Figuras Nos. 10 e 11. As faces internas opostas 40 são magneticamente atrativas entre si (como em geral referenciado no 107) durante um cenário de curto circuito, e consequentemente as faces magneticamente atrativas 40 funcionam para manter os contatos 31 na posição de montagem de comutador fechada durante um cenário de curto circuito.

A este último respeito, nota-se que durante um curto circuito os campos magnéticos gerados dentro de um relé crescerão a medida que a corrente aumenta. Os contatos, no entanto, tendem a separar durante a corrida da corrente. Para endereçar estruturalmente isso, a presente invenção permite ao fabricante formar um tipo de montagem de mola de contato, e utilizar a mesma montagem duas vezes como em geral exibido e ilustrado pelos braços de mola 15, terminais 11 e contatos 31.

Deve ser notado que metade da corrente irá fluir através da montagem de mola de contato superior e metade da corrente irá fluir através da montagem de mola de contato inferior. Considerando que essas montagens estejam carregando a mesma corrente na mesma direção, as forças magnéticas geradas por elas são, portanto, iguais. Isso significa que quando o inferior da mola superior está gerando um campo magnético com uma polaridade sul, o superior do inferior da mola irá gerar um campo magnético com uma polaridade norte. Considerando que norte e sul atraiam-se (como no 107), a atração força os contatos 31 para a posição fechada durante um curto circuito. Quanto maior a corrente durante o curto circuito, maior será o campo magnético; portanto, a atração magnética 107 para manter os contatos 31 em uma posição fechada é maximizada.

A montagem de mola de contato descrita é similar às montagens existentes na medida em que os terminais 11 e braços de mola 15 são preferencialmente construídos a partir de cobre por onde o braço de mola 15 é colocado no topo do terminal de cobre e então rebitados juntos por meio de botões de contato 31. Arranjando os braços de mola 15 de modo que faces 40 oponham-se entre si, um sistema de contato resultante permite para alguém alimentar a partir de um terminal de cobre, então divide a carga através de duas molas e sai a carga novamente sobre o outro terminal de cobre. Considerando que as duas molas (isto é, braços de mola 15) são preferencialmente idênticas em termos de fabricabilidade, elas irão portar uma resistência muito similar, se não idênticas. Além disso, essas duas molas estão funcionando diretamente paralelas entre si, resultando nos mesmos campos magnéticos gerados ao redor dos braços de mola 15.

Os braços de mola 15 compreendem preferencialmente primeira e segunda porções de mola ou meios para efetuar bi-estabilidade. As primeiras porções de mola ou meios são geralmente contempladas para ser exemplificadas por inclinações de modo resiliente nos braços 15 como geralmente exibido e referenciado no 36. Os primeiros meios de mola são preferencialmente relaxados quando na posição de montagem de comutador aberta e preferencialmente atuada quando em uma posição de montagem de comutador fechada, mão não necessariamente assim. Contempla-se que os primeiros meios de mola atuados podem funcionar bem para amortecer vibração de contato intermediária aos contatos 31 quando comutando a partir da posição de montagem de comutador aberta para a posição de montagem de comutador fechada.

As segundas porções de mola ou meios são geralmente contempladas para ser exemplificadas por extensões de mola resilientes como geralmente exibido e referenciado no 37. As segundas porções de mola ou meios 37 são preferencialmente relaxadas quando em uma posição de montagem aberta e preferencialmente atuada quando em uma posição de montagem de comutador fechada, mas não necessariamente configurado dessa forma. Contempla-se que os segundos meios de mola podem funcionar bem para reforçar vibração de contato amortecida intermediária aos contatos 31 quando comutando a partir da posição de montagem de comutador aberta para a posição de montagem de comutador fechada.

Deve ser notado que os primeiros meios de mola são preferencialmente atuáveis adjacentes às primeiras porção de ligação 32 ou 34 e que os segundos meios de mola são preferencialmente atuáveis adjacentes às segundas porções de ligação 33 ou 35. Os primeiros e segundos meios de mola consequentemente provêm meios de amortecimento espaçados para cada par de contato.

Contempla-se que os meios de amortecimento espaçados podem funcionar bem para refoçar adicionalmente vibração de contato amortecida intermediária aos contatos 31 quando comutando a partir da posição de montagem aberta para a posição de montagem de comutador fechada 10.

A este último respeito, deve ser adicionalmente notado que cada par de contato é preferencialmente posicionado intermediário ao primeiro e segundo meios de amortecimento espaçados, cujos meios de amortecimento espaçados consequentemente provêm meios de amortecimento lateralmente opostos em relação a cada par de contato para ainda adicionalmente reforçar vibração de contato amortecida intermediária aos contatos 31 quando comutando a partir da posição de montagem de comutador aberta para a posição de montagem de comutador fechada.

Como notado anteriormente, um problema principal para todas as engrenagens de comutação eletro mecânicas é o salto de contato quando fechando em uma carga elétrica. Para superar isso, o remédio estrutural típico é incluir folha adicional ou molas helicoidais para amortecer o salto dos contatos. A presente invenção leva a vantagem de um processo de estampagem simples que permite a incorporação de uma mola de redução de salto integrado como exemplificado por inclinações resilientes 36 e extensões resilientes 37, cujos recursos estruturais são espaçados lateralmente em relação aos contatos 31. O presente desenho aplica, assim, pressão de contato tanto do lado esquerdo como direito do contato, garantindo pressão de contato igual e se certificando que os contatos permanecem fechados quando o relé é operado.

Embora as descrições acima contenham muita especificidade, essa especificidade não pode ser interpretada como limitações no escopo da invenção, mas, ao contrário, como uma exemplificação da invenção. Por exemplo, a invenção pode ser dita para essencialmente ensinar ou divulgar uma montagem de relé eletromagnético compreendendo uma montagem de bobina giratória, pares opostos dos imãs atrativos e uma montagem de comutador.

A montagem de bobina compreende uma bobina, um núcleo, e certos meios de rotação de núcleo como exemplificado pelo alojamento de bobima giratória com estruturas de permitem rotação do tipo pivô, periféricas. O núcleo é preferencialmente colinear com ou paralelo ao eixo da bobina e compreende terminações de núcleo expostas e opostas. Notadamente, os meios de rotação de núcleo têm um eixo de rotação que se estende ortogonalmente em relação ao eixo de bobina.

Os pares opostos de imãs atrativos são respectivamente e fixamente posicionados adjacentes às terminações de núcleo de modo que as terminações de núcleo sejam respectivamente deslocáveis intermediárias aos pares de imãs. A função de bobina para criar um campo magnético direcionável através do núcleo em imãs opostos para transmitir rotação sobre o eixo de rotação. As terminações de núcleo atuam a montagem de comutador intermediária a uma posição aberta e uma posição fechada, a última de cujas posições permitem a corrente passar através da montagem de comutador.

As montagens de relé eletromagnético compreendem adicionalmente certos meios de ligação e montagens de mola opostas. Os meios de ligação como exemplificados pelos braços de ligação 14 e 14(a) interconectam as terminações de núcleo e montagens de mola. As montagens de mola essencialmente funcionam para amortecer vibração de contato quando comutando a partir da posição aberta para a posição fechada. A montagens de mola preferencialmente compreendem primeiro e segundo meios de mola, cujos meios são preferencialmente relaxados quando na posição aberta e preferencialmente atuados quando na posição fechada, mas a configuração estrutural inversa, notadamente que o primeiro e segundo meios de mola podem ser relaxados quando na posição fechada e atuados quando na posição aberta são também alternativas viáveis.

O primeiro e segundo meios de mola são espaçados um do outro opostos aos contatos para prover meios de amortecimento lateralmente opostos espaçados para adicionalmente reforçar vibração de contato amortecido da montagem de comutador quando comutando a partir das posições abertas para as fechadas. Os braços de mola de montagens de mola são preferencialmente paralelos entre si e compreendem faces de braço opostas como no 40. As faces de braço opostas 40 são magneticamente atrativas uma à outra durante um cenário de curto circuito, cujo braço magneticamente atrativo se volta para manter a montagem de comutador na posição fechada durante o cenário de curto circuito.

Os imãs atrativos compreendem faces de imãs opostos, cujas faces de imãs opostas são substancialmente planas e se estendem em planos de intersecção, e o núcleo (terminais) tem faces de núcleo substancialmente planas opostas. As faces de núcleo de contato e faces de imãs são similarmente anguladas para maximizar área de superfície de contato para reforçar adicionalmente fluxo de corrente através da área de superfície de contato intermediária às faces de núcleo e imã.

Além das considerações estruturais seguintes, acredita-se adicionalmente que os conceitos inventivos discutidos apoiam certas novas metodologias e/ou processos. A este respeito, contempla-se que as considerações de estrutura anteriores apoiam um método para comutar um relé eletromagnético compreendendo as etapas de equipando uma montagem de bobina com meios para girar a montagem de bobina sobre um eixo de rotação ortogonal ao eixo de montagem de bobina após o que um campo magnético pode ser criado por meio da montagem de bobina e direcionado através da montagem de bobina em imãs opostos para transmitir rotação sobre o eixo de rotação. A montagem de bobina é então rotacionada (ou pivotada) sobre o eixo de rotação, e a montagem de comutador é atuada intermediária às posições aberta e fechada por meio da montagem de bobina de rotação.

O método é acreditado compreender adicionalmente a etapa de amortecer vibração de contato por meio de montagens de mola de contato opostas quando deslocando a montagem de comutador a partir da posição aberta para a fechada, o que pode envolver a etapa de espaçar lateralmente os meios de amortecimento em relação aos contatos da montagem de comutador antes da etapa de amortecer vibração de contato. Certas faces (como no 40) das montagens de mola de contato podem ser opostas antes da etapa da vibração de contato de amortecimento de modo que as faces opostas sejam magneticamente atrativas entre si durante um cenário de curto circuito para manter a montagem de comutador na posição fechada durante referido cenário.

Embora a invenção tenha sido descrita por referência a um número de modalidades não é pretendido que o novo dispositivo ou relé seja limitado por ele, mas que modificações dos mesmos sejam pretendidas para ser incluídas a medida que caem dentro do amplo escopo e espírito da divulgação anterior e figuras em anexo. Por exemplo, as especificações anteriores apoiam uma montagem de relé eletromagnético primeiramente destinada para uso como uma montagem de relé de único polo como no 10. Contempla-se, no entanto, que a essência da invenção pode ser aplicada em montagens de relé de múltiplos polos como, em geral, exibido e referenciado pela montagem 20, tendo interpretação única e funcionalidade em seu próprio direito, mas que são viabilizados pelos ensinamentos da modalidade de polo único primeiramente exibidos nesta divulgação.

Claims (5)

1. Montagem de relé eletromagnético (10), a montagem de relé eletromagnético (10) compreendendo: uma montagem de bobina (12), a montagem de bobina (12) compreendendo terminações de núcleo (21) opostas, um eixo de núcleo (100), e um eixo de alojamento de rotação (101) ortogonal ao eixo do núcleo (100), o núcleo incluindo as terminações de núcleo (21) sendo rotativo sobre o eixo de alojamento de rotação (101), tal que o eixo de núcleo (100) seja de limites planários intermediários em formato de X rotativamente deslocáveis (103); o par de ímãs (13) posicionados em lados opostos das terminações de núcleo (21), as terminações de núcleo (21) sendo, respectivamente, deslocáveis intermediários dos pares (13) pelo eixo de alojamento de rotação (101); uma montagem de comutação, a montagem de bobina (12) para criar um campo magnético (105), o campo magnético (105) sendo direcionável através das terminações de núcleo (21) em direções opostas de pares de ímãs (13) para transmitir rotação sobre o eixo de alojamento de rotação (101), as terminações de núcleo (21) atuando as montagens de comutação intermediárias a uma posição aberta e uma posição fechada; e braços de ligação (14) e conjuntos de molas de contato opostos (15,11,31) os braços de ligação interconectados com as terminações de núcleo (21) e montagens de molas de contato (15, 11, 31), as montagens de molas de contato (15,11,31) para amolecer a vibração de contato ao comutar da posição aberta para a fechada, caracterizada pelo fato de que: a montagem de bobina (12), incluindo as terminações de núcleo (21) é rotativa sobre o eixo de alojamento de rotação (101), e pelo fato de que: as montagens de mola de contato compreendem braços paralelos da mola (15), os braços da mola (15) compreendendo partes opostas do braço (40), as partes opostas do braço (40) sendo magneticamente atraídas uma pela outra durante um cenário de curto-circuito, as partes do braço magneticamente atrativo (40) para manter a montagem de comutação na posição fechada durante o cenário de curto-circuito.

2. Montagem de relé eletromagnético (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as montagens de molas de contato (15, 11, 31) cada uma compreende primeira e segunda porções de ligação (36, 37) para prover meios de amortecimento espaçados, os meios de amortecimento espaçados para aumentar a vibração de contato da montagem de comutação quando comutando da posição aberta para a posição fechada.

3. Montagem de relé eletromagnético (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a montagem da comutação compreende pares de contato opostos (31), os pares de contato (31), cada um, posicionados intermediários aos meios de amortecimento espaçados (36, 37), os meios de amortecimento espaçados (36, 37) provendo, assim, meios de amortecimento espaçados opostos lateralmente para cada par de contato (31) para melhorar a vibração de contato amortecido intermediária aos pares de contato (31) quando comutando a partir da posição aberta para a posição fechada.

4. Método para a comutação de um relé eletromagnético, conforme definido na reivindicação 1, o método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: equipar uma montagem de bobina (12), a montagem de bobina (12) tendo uma bobina (16), tendo um núcleo (17), e o núcleo (17) tendo um eixo de núcleo (100) com meios para rotacionar toda a montagem da bobina (12) sobre um eixo de alojamento de rotação (101) ortogonal ao eixo de núcleo (100); criar um campo magnético (105) pela montagem da bobina (12); direcionar o campo magnético (105) pela montagem da bobina (12) em ímãs opostos (13) para transmitir rotação sobre o eixo de alojamento de rotação (101): rotacionar a montagem da bobina (12) sobre o eixo de alojamento de rotação (101), tal que o eixo da montagem de bobina seja de limites planários intermediários em formato de X rotativamente deslocáveis (103); deslocar uma montagem de comutação em posições intermediárias abertas e fechadas através da montagem de bobina; e amortecer o contato de vibração através de montagens de molas de contato opostas (15, 11, 31) ao deslocar a montagem de comutação da posição aberta para a posição fechada, em que o método adicionalmente compreende a etapa de partes opostas do braço (40) das montagens de mola de contato (15, 11, 31) antes da etapa de vibração de contato de amortecimento, as partes opostas (40) sendo magneticamente atrativas uma pela outra durante um cenário de curto-circuito, os braços magneticamente atraídos (40) para manter a montagem de comutação na posição fechada durante o referido cenário.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de espaçamento lateral dos meios de amortecimento (36, 37) em relação aos contatos (31) de montagem de comutação antes da etapa de vibração de contato amortecida.

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