BR112015005762B1

BR112015005762B1 - Dispositivo de chaveamento com diversas regiões de conexão

Info

Publication number: BR112015005762B1
Application number: BR112015005762-4A
Authority: BR
Inventors: André De Barros Albuquerque; Ivo Detlev Gunther; Juliano Berbardi Rosso; Leonardo Luiz Vetore
Original assignee: Weg Drives & Controls - Automação Ltda
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2022-05-10
Also published as: CN104520960B; US20150248983A1; EP2926356A1; EP2926356B1; BR112015005762A2; EP2926356A4; CN104520960A; US9601290B2; WO2014082144A1; EP2926356C0

Abstract

DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO. A presente invenção compreende um dispositivo de interrupção eletromagnético com diversas regiões distintas (10, 20, 30, 40), onde cada região separa e posiciona os terminais e os meios de conexão de forma aprimorada, o que facilita a identificação dos terminais para o usuário quando o contatar é fixado dentro do painel; onde uma primeira região (10) tem a função de fixar o contator ao painel e também alojar o eletroímã; uma segunda região (20) que compreende os terminais de potência (21); uma terceira região (30) que aloja os terminais auxiliares (31,32) e os terminais de comando (33); e uma quarta região (40) que é utilizada para a conexão dos acessórios; onde a terceira região apresenta uma clara distinção entre terminais auxiliares (31, 32) e terminais de comando (33), dada pela assimetria criada vista a partir da parte superior; combinada com uma proposta disposição desnivelada X1 e X2 dos terminais de comando (33) e dos terminais auxiliares (31,32) vista a partir da parte frontal na mesma terceira região.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente patente de invenção descreve um dispositivo de chaveamento eletromagnético multipolar, particularmente um contator, tendo uma parte superior que aloja contatos fixos; este corpo superior é fixado a uma base; onde dentro dessas duas partes existe um eletroimã composto por uma bobina e dois núcleos, sendo um fixo e o outro móvel, capaz de mover um suporte de contatos, que carrega os contatos móveis.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Geralmente, em um dispositivo de chaveamento eletromagnético, particularmente um contator, é usual que os contatos de potência estejam conectados a cabos de potência por meio de terminais de potência, que são conectados a contatos fixos e comutados pelos contatos móveis, sendo que ambos estão na mesma região.

[0003] Os terminais de comando são conectados à bobina do eletroimã e situam-se em outra região distinta da mencionada acima.

[0004] Os contatos auxiliares são conectados aos cabos auxiliares por meio de terminais auxiliares, os quais são conectados aos contatos fixos que são comutados pelos contatos móveis auxiliares apoiados no suporte de contatos, e estando estes em outra região distinta.

[0005] A posição dessas regiões pode variar, dependendo da configuração desejada e dos recursos que podem ser providos ao usuário final. Dependendo da configuração escolhida, o eletroimã pode ser posicionado na parte superior ou na parte inferior do contator, sendo a parte inferior àquela que é utilizada para fixar o contator a um meio de suporte, e a parte superior é aquela onde as ferramentas de instalação dos cabos têm acesso aos terminais.

[0006] Neste universo de concepções relacionadas à configuração dos terminais de potência, auxiliares e de comando, as configurações e disposições construtivas são numerosas, objetivando a facilidade de instalação dos acessórios e diferentes configurações, onde particularmente, evitar erros de conexão é um dos mais importantes elementos na configuração de um contator.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

[0007] No estado da técnica, existem diversos tipos de contatores, com diversas disposições das regiões de conexão. A maior parte dos contatores do mercado aloja o eletroimã na parte inferior do contator, onde desta forma os terminais de comando estão dispostos na mesma região devido à praticidade e à redução de custos para realizar a conexão. Acima desta, a região de potência e mais acima a região dos terminais auxiliares, que pode ser integrada ou modular em sua forma construtiva.

[0008] O contator apresentado na patente US4,006,440 mostra uma disposição construtiva onde o eletroimã é disposto na parte inferior do contator e os terminais de comando estão dispostos em uma região acima da bobina para facilitar a interconexão com outros dispositivos, particularmente um relê de sobrecarga. A patente US3,949,333 complementa a patente mencionada, mostrando um bloco de contatos auxiliares com montagem lateral que é conectado ao contator e ativado por carnes. Os terminais auxiliares também são dispostos em uma região acima dos contatos de potência e da bobina.

[0009] A patente EP1051718 concedida em outubro de 2005 e modificada em outubro de 2012 descreve um contator com o eletroimã na parte inferior, onde a disposição dos terminais é feita utilizando planos. Dado o plano dos terminais de potência estar acima do eletroimã, e acima dele há também outro plano que inclui os terminais de comando e os terminais auxiliares, em que eles estão todos no mesmo plano e dispostos lado a lado sequencialmente, iniciando a partir de um lado do contator. Esta disposição dos terminais agrupados em uma extremidade do contator dificulta a distinção dos terminais de comando dos terminais auxiliares.

[00010] De outra forma, existe a patente EP2023364, onde é descrito um contator com o eletroimã na parte inferior. Acima do eletroimã está a região de conexão de potência que tem duas regiões dispostas lado a lado, sendo que uma é utilizada para os terminais de comando e a outra, ligeiramente mais elevada, é utilizada para os terminais auxiliares, em que essa elevação diferente das regiões tem a intenção de distinguir os terminais.

[00011] Adicionalmente, de acordo com a descrição da patente US8,159,321, os terminais de comando e os terminais auxiliares são dispostos uniformemente espaçados e distribuídos ao longo da estrutura, de forma a favorecer a montagem.

[00012] A patente US3,639,866, descreve um relé eletromagnético em combinação com um relé adicional de força de atuação constante. Este relé tem uma bobina em sua parte inferior; acima da bobina há uma região para os contatos fixos e acima dos contatos fixos há uma região para os terminais da bobina.

[00013] É possivel notar que há muito tempo existe a preocupação em distinguir os terminais de conexão para prevenir a ligação incorreta da fiação.

RESUMO DA INVENÇÃO

[00014] A presente invenção compreende um dispositivo de interrupção eletromagnético, com várias regiões distintas, onde cada região separa e posiciona os terminais e os meios de conexão de uma forma aprimorada.

[00015] O objetivo da invenção proposta é facilitar a identificação dos terminais para o usuário. Quando o contator é fixado no trilho dentro do painel, apenas a sua parte superior é visivel de cima. Desta maneira, uma diferença de nivel entre os terminais não permite identificar claramente esses terminais; isso é ainda pior com baixa iluminação, normalmente encontrada neste campo de atuação.

[00016] Esta invenção apresenta uma clara distinção entre terminais auxiliares e terminais de comando da bobina devido à assimetria criada para essa finalidade, diferentemente dos outros do estado da técnica que não têm esta distinção.

[00017] A arquitetura proposta neste dispositivo cria quatro regiões distintas, onde a primeira região tem a função de prender o contator no painel e também aloja o eletroimã, de forma a facilitar a troca da bobina para manutenção.

[00018] A segunda região que se estende da primeira região, compreende os terminais de potência, que, quando isolados em uma região distinta, são facilmente conectados aos dispositivos de proteção, tais como o disjuntor-motor ou relé de sobrecarga. Este posicionamento também facilita o uso de barramentos de conexão para fazer um conjunto de reversão de um motor elétrico.

[00019] A terceira região que se estende da segunda região, aloja os terminais auxiliares e de comando, criando uma região de controle e monitoramento do dispositivo. Diferente das outras soluções, os terminais estão assimetricamente dispostos e desnivelados, na mesma região. A assimetria permite uma clara visualização e distinção entre terminais auxiliares e terminais de comando, afastando os terminais de comando da bobina dos terminais auxiliares; que reduz as chances de realizar o cabeamento incorreto. A disposição desnivelada dos terminais facilita o uso de um barramento de conexão, por exemplo, um barramento paralelo que pode ser utilizado para energizar diversos contatores subsequentes. Adicionalmente, a disposição desnivelada dos terminais provê uma melhor distinção entre os terminais de comando e terminais auxiliares.

[00020] A quarta região que se estende a partir da terceira região é utilizada para a conexão de acessórios de montagem frontal, tais como blocos de contatos auxiliares, blocos temporizadores, módulos supressores de surto e também um bloco vazio para substitui-los; inclui também uma ranhura especialmente projetada para a passagem de cabos. Este tipo de divisão propõe vantagens para instalação e manutenção desses componentes adicionais, uma vez que fica acima de todas as outras regiões, sendo a primeira região acessada pelo usuário.

[00021] Portanto, é visivel uma combinação da disposição desnivelada proposta dos terminais de comando e auxiliares na mesma região quando vistos de frente, somada à assimetria dos terminais quando vistos de cima, o que permite uma dupla identificação visual não caracterizada nos outros do "estado da arte".

[00022] Estes arranjos e vantagens funcionais se tornarão mais claros com o apoio dos desenhos que serão utilizados para ilustrar os detalhes construtivos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00023] A figura 1 mostra uma vista em perspectiva da subdivisão das regiões e define a vista superior A, a vista frontal B, a vista posterior D e a vista lateral C.

[00024] A figura 2 mostra uma vista frontal do contator.

[00025] A figura 3 mostra uma vista em perspectiva explodida do contator.

[00026] A figura 4 mostra uma vista explodida interna da parte superior do contator.

[00027] A figura 5 mostra uma vista superior do contator.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INCORPORAÇÃO PREFERIDA

[00028] De acordo com as figuras (1 a 5), em uma incorporação preferencial, o contator multipolar (1) é dividido em quatro regiões distintas. A primeira região (10) é composta por uma base (11) que aloja um núcleo fixo (12) e uma bobina (13) de um eletroimã. A base também é responsável pela fixação do produto para o uso. Esta fixação pode ser feita com parafusos (não ilustrados), utilizando os furos (14), ou mesmo por trilhos utilizando seus meios de conexão (15) .

[00029] A segunda região (20) é composta pelos terminais de potência (21) que vão receber os condutores de potência (não mostrados). A região (10) é conectada à região (20) por engates (16) que pertencem à base (11) e são encaixados nos furos (22), que pertencem às estruturas (60a) e (60b).

[00030] A terceira região (30) é composta pelos terminais auxiliares (31,32) que receberão os condutores auxiliares (não mostrados). A terceira região (30) também inclui os terminais de comando da bobina (33), que irão receber os condutores de comando (não mostrados).

[00031] A quarta região (40) é dedicada à conexão de acessórios. As entradas (41) são utilizadas para encaixar dispositivos auxiliares da montagem frontal, por exemplo, um bloco de contato auxiliar com montagem frontal, um bloco temporizador ou até mesmo um módulo de comunicação. Esta região também apresenta uma tampa como um bloco vazio (42) que, por sua vez, pode ser removida para introdução de um bloco supressor de surto (43). Este bloco, por sua vez, tem o formato similar à tampa (42) . 0 bloco supressor é introduzido na capa (50), deixando sua face externa (51) exposta, completando a capa (50). A face (51) do bloco supressor de surto (43) é exposta para facilitar a visualização do tipo de supressor de surto e posterior remoção ou troca. O bloco supressor de surto (43) é fixado ou removido por um engate (52) que é manualmente acionado pelo usuário.

[00032] A parte inferior (100) do contator é composta principalmente pela base (11), um núcleo fixo (12), uma bobina (13), engates (16) e também compreende as regiões de fixação (14) e (15) do contator.

[00033] A parte superior (200) do contator é externamente composta pela capa (50). Dentro da capa, o contator é dividido em três partes distintas, sendo estas: duas estruturas de fixação (60a) e (60b) e um suporte de contatos móvel (70). As estruturas (60a) e (60b) têm a função de alojar os terminais de potência (21), os terminais auxiliares (31,32) e os terminais de comando (33). Essas duas estruturas têm nervuras (62) que fornecem o isolamento elétrico entre as várias partes vivas do contator. As estruturas são ligadas umas às outras, utilizando pinos centralizadores (63) e engates (64). O suporte de contatos móvel (70) tem como parte principal o suporte (71a) que desliza axialmente dentro das duas estruturas; as nervuras (62) das estruturas são encaixadas dentro de ranhuras (74), limitando o movimento do suporte apenas axialmente. O suporte aloja os contatos móveis de potência (72) e os contatos móveis (73) auxiliares. Acoplado na parte inferior do suporte (70) fica o núcleo móvel (75). O suporte (70) também tem uma abertura (76), que pode ser adicionalmente utilizada para acoplar mecanicamente um acessório de montagem lateral, por exemplo, um bloco de contatos auxiliares de montagem lateral ou um dispositivo de intertravamento mecânico.

[00034] A figura 5 mostra uma vista superior do contator, onde é possivel visualizar que em uma extremidade da estrutura estão dispostos os terminais de contato auxiliares (31,32) e, na outra extremidade estão dispostos os terminais de comando (33). Os terminais são assimetricamente dispostos para evidenciar a distinção entre esses terminais. Na figura 2 é possivel visualizar ainda que a assimetria da disposição dos terminais auxiliares e dos terminais de comando são claramente desniveladas pelas alturas XI e X2. Esta diferença amplia a distinção entre os terminais, reduzindo a possibilidade de cabeamento incorreto. Este desnivel coloca o terminal de comando acima dos terminais auxiliares, tornando-se fácil montar um barramento entre estes terminais, para fazer por exemplo, um bloqueio elétrico entre dois contatores (não mostrado).

Claims

1. DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO, particularmente um contator (1), tendo uma pluralidade de terminais de comando (33) e um ou mais terminais auxiliares (31,32), onde o dito dispositivo de chaveamento magnético (1) provê uma distinção visual entre os terminais de comando (33) e os terminais auxiliares (31,32), o dito dispositivo compreendendo: uma primeira região (10), em que a dita primeira região (10) inclui uma base (11) que é adaptada para fixar o dito dispositivo de chaveamento magnético (1) a um painel, e uma estrutura que aloja um eletroímã, o dito eletroímã compreendendo um núcleo fixo (12) e uma bobina (13); uma segunda região (20), em que a dita segunda região (20) ocupa uma área localizada acima da primeira região (10) e é fixada de forma liberável à parte superior da dita primeira região (10), a dita segunda região (20) compreendendo ainda, uma pluralidade de terminais de potência (21), cada um dos referidos terminais de potência (21) adaptado para receber um condutor de potência, e uma pluralidade de contatos móveis de potência (72), onde cada um dos referidos contatos (72) sendo associado a um dos referidos terminais de potência (21) e adaptados para fechar de forma controlável um circuito associado ao referidos terminal de potência (21); e uma terceira região (30), em que a dita terceira região (30) ocupa uma área localizada acima da dita segunda região (20) e compreende os ditos terminais de comando (33) e um ou mais ditos terminais auxiliares (31,32), os ditos terminais de comando (33) sendo eletricamente conectados à dita bobina (13) e localizados em uma primeira altura (X1) acima da parte inferior da dita terceira região (30), e um ou mais ditos terminais auxiliares (31,32) que são localizados em uma segunda altura (X2) acima da parte inferior da dita terceira região (30), a dita primeira e a dita segunda altura (X1,X2) sendo diferentes entre si, caracterizado pelo fato de que os ditos terminais de comando (33) e os ditos terminais auxiliares (31,32) são distribuídos por toda a dita terceira região (30) de forma assimétrica que agrupa os ditos terminais auxiliares (31,32) juntos, e deixa os ditos terminais de comando (33) separados dos ditos terminais auxiliares (31,32) quando vistos do topo da dita terceira região (30) e onde os ditos terminais de comando (30) e os ditos terminais auxiliares (31, 32) são integrados na construção da dita terceira região (30), e uma quarta região (40) ocupando uma área localizada acima da dita terceira região (30), com a dita quarta região (40) sendo adaptada para conexão de acessórios.

2. DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender a dita primeira altura (X1) sendo maior do que a segunda altura (X2), de modo que os terminais de comando (33) sejam localizados acima dos terminais auxiliares (31,32) e que uma distinção visual é fornecida entre os terminais de comando (33) e um ou mais terminais auxiliares (31,32).

3. DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender que a dita segunda altura (X2) é maior que a primeira altura (X1), de modo que os ditos terminais auxiliares (31,32) sejam localizados acima dos ditos terminais de comando (33) e que uma distinção visual é provida entre um ou mais ditos terminais auxiliares (31,32) e os ditos terminais de comando (33).

4. DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita terceira região (30) do referido dispositivo compreende, ainda, contatos móveis (73) auxiliares, cada contato auxiliar móvel (73) sendo associado a um dos terminais auxiliares (31,32) e sendo adaptado a um circuito fechado de forma controlável associado ao terminal auxiliar (31,32).

5. DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender que cada dito terminal de comando (33) na dita terceira região (30) é adaptado para conexão com um terminal de comando (33) de um segundo dispositivo de chaveamento eletromagnético por meio de um barramento.

6. DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender que a dita segunda região (20) é conectada à dita primeira região (10) por engates (16) que pertencem à dita base (11) e são encaixados nos furos (22) que se conectam de forma liberável à estrutura da dita primeira região (10), e em que a dita estrutura da primeira região (10) fornece acesso ao eletroímã para que a dita bobina (13) possa ser trocada para manutenção.

7. DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita terceira região (30) compreende uma pluralidade de ditos terminais de comando (33), sendo que cada dito terminal de comando (33) é adaptado para receber um condutor de comando.

8. DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita segunda região (20) compreender ainda, um suporte móvel (71a) que aloja e limita o movimento dos contatos móveis (72) de alimentação.

9. DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita terceira região (30) compreende ainda um segundo suporte móvel (71b) que aloja e limita o movimento dos contatos móveis auxiliares (73).

10. DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita quarta região (40) apresenta uma cobertura como um bloco vazio (42) que, por sua vez, pode ser removida para a introdução de um bloco supressor de surto (43).

11. DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita quarta região (40) é configurada para receber um bloco de contato auxiliar de montagem frontal, um temporizador ou até mesmo um modulo de comunicação.

12. MÉTODO PARA USO EM UM DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO particularmente um dispositivo de chaveamento eletromagnético (1), tendo uma pluralidade de terminais de comando (33) e um ou mais terminais auxiliares (31,32), onde o dito dispositivo de chaveamento eletromagnético (1) provê uma distinção visual entre os ditos terminais de comando (33) e os ditos terminais auxiliares (31,32), o dito método comprendendo: prover uma primeira região (10) no dito dispositivo de chaveamento eletromagnético (1), em que a primeira região (10) inclui uma base (11) que é adaptada para fixar o dito dispositivo de chaveamento eletromagnético (1) a um painel e uma estrutura que aloja um eletroímã de forma acessível, o dito eletroímã compreendendo um núcleo fixo (12) e uma bobina (13); provendo uma segunda região (20) no dito dispositivo de chaveamento eletromagnético (1), em que a dita segunda região (20) ocupa uma área localizada acima da dita primeira região (10) e é fixada de forma liberável à parte superior da dita primeira região (10), a dita segunda região (20) compreendendo ainda uma pluralidade de terminais de potência (21), cada um dos ditos terminais de potência (21) adaptados para receber um condutor de potência e uma pluralidade de contatos móveis de potência (72), cada um dos ditos contatos móveis de potência (72) sendo associado a um dos ditos terminais de potência (21) e adaptado para fechar um circuito associado de forma controlável com o dito terminal de potência(21) associado; provendo uma terceira região (30) no dito dispositivo de chaveamento eletromagnético (1), em que a dita terceira região (30) ocupa uma área localizada acima da dita segunda região (20) e compreende os ditos terminais de comando (33) e um ou mais ditos terminais auxiliares (31,32), os ditos terminais de comando (33) sendo eletricamente conectados à dita bobina (13) e localizados em uma primeira altura (X1) acima da parte inferior da dita terceira região (30), e um ou mais ditos terminais auxiliares (31,32) sendo localizados em uma segunda altura (X2) acima da dita parte inferior da terceira região (30), a dita primeira e a dita segunda altura (X1,X2) sendo diferentes entre si, caracterizado pelo fato de que os ditos terminais de comando (33) e os ditos terminais auxiliares (31,32) são distribuídos se estendendo pela dita terceira região (30) de forma assimétrica que agrupa os ditos terminais auxiliares (31,32) e deixa os ditos terminais de comando (33) separados, de modo que os ditos terminais de comando (33) sejam visualmente distinguíveis dos ditos terminais auxiliares (31,32) quando vistos de um topo da dita terceira região (30), e onde o dito terminal de comando (33) e os ditos terminais auxiliares(31,32) são integrados na construção da terceira região (30); e, provendo uma quarta região (40) no dito dispositivo de chaveamento eletromagnético (1), em que a dita quarta região (40) ocupa uma área localizada acima da dita terceira região (30), a dita quarta região (40) sendo adaptada para conexão de acessórios.

13. MÉTODO PARA USO EM UM DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender que a dita primeira altura (X1) é maior que a dita segunda altura (X2), de modo que os ditos terminais de comando (33) sejam localizados acima dos ditos terminais auxiliares (31,32) e que uma distinção visual é provida entre os ditos terminais de comando (33) e um ou mais ditos terminais auxiliares (31,32).

14. MÉTODO PARA USO EM UM DISPOSITIVO DE CHAVEAMENTO ELETROMAGNÉTICO COM DIVERSAS REGIÕES DE CONEXÃO de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender que a dita segunda altura (X2) é maior que a dita primeira altura (X1), de modo que os ditos terminais auxiliares (31,32) são localizados acima dos ditos terminais de comando (33) e que uma distinção visual é provida entre um ou mais ditos terminais auxiliares (31,32) e os ditos terminais de comando (33).