BR112017014536B1 - elemento de acoplamento para um dispositivo de comutação elétrica e dispositivo de comutação elétrica - Google Patents

Abstract

Elemento de acoplamento para dispositivo de comutação elétrica, como um tubo de comutação a vácuo. O elemento de acoplamento (10) tendo: um primeiro contato de comutação (1) para a abrir e fechar um contato elétrico através de um segundo contato de comutação (2); um corpo de enrolamento oblongo (3), com duas extremidades (301, 302) opostas, em que o primeiro contato de comutação (1) está disposto sobre uma extremidade; e um corpo de rotação (4) no corpo de enrolamento (3) para executar um movimento de rotação através do acionamento. O corpo de rotação (4) possui dois lados (404, 405), em que um faceia uma extremidade (301) e o outro, a outra extremidade (302) do corpo de enrolamento (3). O corpo de rotação (4) é montado rotativo sobre o corpo de enrolamento (3), guiado para que o corpo de enrolamento não seja rotativo em seu eixo, mas possa ser movido em relação ao corpo de rotação (4). Fios (6, 6') são dispostos entre o corpo de rotação (4) e o corpo de enrolamento (3) em um ou ambos os lados (404, 405) do corpo de rotação em que, através de movimentos de rotação opostos do corpo de rotação (4), causa um enrolamento e desenrolamento dos fios (6, 6') no corpo de enrolamento (3) e este é movido em relação ao corpo de rotação (4) para abrir e fechar o contato elétrico do primeiro contato de comutação (1) através do segundo contato de comutação (2).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um elemento de acoplamento para um dispositivo de comutação elétrica, especificamente um tubo de comutação a vácuo, bem como a um dispositivo de comutação elétrica.

[0002] Os dispositivos de comutação elétrica são utilizados na faixa de baixa voltagem, média voltagem e alta voltagem para abertura e fechamento de contatos de comutação elétrica. Os tubos de comutação a vácuo são frequentemente aqui empregados, nos quais os contatos de comutação elétrica estão dispostos em um vácuo, por meio disto permitindo a obtenção de uma alta resistência dielétrica. Idealmente, os dispositivos de comutação elétrica devem ser de projeto simples e compacto. No entanto, este objetivo vai contra a cinemática complexa envolvida no movimento de contatos de comutação em dispositivos de comutação elétrica.

[0003] Diferentes variantes são conhecidas da técnica anterior, por meio de que os contatos de comutação podem ser atuados distribuidoras elétricas, especificamente em tubos de comutação a vácuo. EP2312606B1, por exemplo, descreve a utilização de um acionamento magnético dentro do mesmo alojamento que o tubo. Enquanto que os sistemas mais antigos (por exemplo, o sistema VM1 produzido pela ABB) frequentemente empregam um sistema de transmissão de alavanca entre o acionamento e o tubo de comutação a vácuo, documentos mais recentes, tal como, por exemplo, CN201788887U ou CN202159623U propõem um acionamento direito, isto é, uma conexão direta, e consequentemente compacta entre o atuador e o tubo de comutação a vácuo.

[0004] Uma disposição similar está provida nos assim denominados "religadores", nos quais o tubo de comutação a vácuo é do mesmo modo acionado por meio de um acionamento direto através de um acionamento magnético (conforme, por exemplo, EP0580285A2 ou CN2350863Y).

[0005] Finalmente, a DE10238950B4 descreve uma disposição em que o tubo de comutação a vácuo e o acionamento são combinados, no grau em que o último não está alojado dentro da zona de vácuo do tubo de comutação. Está ainda ali descrito que o acionamento é mantido no potencial elétrico de média voltagem, de modo que o isolamento elétrico entre o acionamento e o tubo de comutação possa ser omitido.

[0006] O objeto da invenção é a descrição de um elemento de acoplamento para um dispositivo de comutação elétrica o qual pode converter um movimento rotativo do acionamento do dispositivo de comutação em um movimento linear dos contatos de comutação, simplesmente e flexivelmente.

[0007] Este objeto é atendido pelo elemento de acoplamento que tem as características descritas. Desenvolvimentos adicionais preferidos da invenção estão descritos na descrição seguinte, e nos desenhos.

[0008] O elemento de acoplamento de acordo com a invenção está destinado para um dispositivo de comutação elétrica o qual, em uma variante preferida, é um tubo de comutação a vácuo. No entanto, o elemento de acoplamento pode também ser empregado em outros dispositivos de comutação elétrica na faixa de baixa voltagem, média voltagem ou alta voltagem. O elemento de acoplamento tem um primeiro contato de comutação para abertura e fechamento de um contato elétrico com um segundo contato de comutação.

[0009] O elemento de acoplamento de acordo com a invenção provê um corpo de enrolamento oblongo, que tem duas extremidades dispostas em oposição na direção longitudinal do seu eixo geométrico longitudinal, em que o primeiro contato de comutação está disposto em uma extremidade. O elemento de acoplamento ainda compreende um corpo de rotação, através do qual o corpo de enrolamento estende, e está provido para acoplamento a um acionamento de modo a execute um movimento rotativo por meio do acionamento. O corpo de rotação compreende dois lados, dos quais um faceia a outra extremidade do corpo de enrolamento, e o outro faceia a outra extremidade do corpo de enrolamento. O corpo de rotação está montado rotativo sobre o corpo de enrolamento, e o corpo de enrolamento está guiado em um modo linear, de modo que o corpo de enrolamento não é rotativo ao redor do seu eixo geométrico longitudinal, mas pode ser movido na sua direção longitudinal em relação ao corpo de rotação.

[0010] No corpo de enrolamento de acordo com a invenção, sobre um ou ambos os lados do corpo de rotação, uma pluralidade de fios flexíveis em cada caso (isto é, pelo menos um fio) e, especificamente, uma pluralidade de fios está disposta ou esticada entre o corpo de rotação e o corpo de enrolamento de modo que, por meio de movimentos rotativos opostos do corpo de rotação, um enrolamento e desenrolamento do(s) fio(s) são causados sobre o corpo de enrolamento e, como um resultado, o corpo de enrolamento é movido na sua direção longitudinal em relação ao corpo de rotação, de modo a abrir e fechar o contato elétrico do primeiro contato de comutação com o segundo contato de comutação.

[0011] O elemento de acoplamento de acordo com a invenção, em um modo simples e eficiente, converte o movimento rotativo produzido por um acionamento em movimentos de abertura ou fechamento dos contatos de comutação. Pelo projeto apropriado do corpo de enrolamento sobre o qual os fios são enrolados e desenrolados, a cinemática do movimento do primeiro contato de comutação pode ser adaptada para as circunstâncias requeridas em um modo flexível.

[0012] Em uma variante preferida, o corpo de rotação é um corpo em forma de disco, ambos os lados do qual são circulares, em que o corpo de enrolamento de preferência estende através do centro do corpo em forma de disco. Um projeto compacto do elemento de acoplamento é conseguido consequentemente. Em uma forma de modalidade da invenção, o corpo em forma de disco compreende um único disco, mas pode também compreender uma pluralidade de discos, os quais estão sequencialmente dispostos na direção longitudinal do corpo de enrolamento e estão mutuamente espaçados, onde aplicável.

[0013] Em uma variante adicional e especificamente preferida do elemento de acoplamento de acordo com a invenção, sobre um ou ambos os lados do corpo de rotação, o(s) fio(s) os quais estão dispostos sobre um respectivo lado estão presos em cada caso em uma extremidade do corpo de rotação, e especificamente na borda do corpo de rotação, e na outra extremidade no corpo de enrolamento, em que a fixação do corpo de enrolamento está de preferência disposta na extremidade do corpo de enrolamento a qual faceia o respectivo lado do corpo de rotação. De acordo com esta variante, uma eficiente conversão do movimento rotativo do corpo de rotação em um movimento linear do corpo de enrolamento é conseguida. Tanto aqui quanto daqui em diante, o termo "o respectivo lado" também inclui um único lado, se a pluralidade de fios for provida sobre um lado somente.

[0014] Em uma configuração adicional do elemento de acoplamento de acordo com a invenção, sobre um ou ambos os lados do corpo de rotação, os fios estão dispostos sobre um respectivo lado, em uma vista por cima, estão simetricamente posicionados ao redor do corpo de enrolamento sobre o respectivo lado do corpo de rotação. Por esta disposição, uma conversão uniforme do movimento rotativo para o movimento de levantamento é conseguida. O termo "simétrico" significa que, em uma vista por cima, o ângulo entre fios adjacentes sobre o respectivo lado é de igual magnitude.

[0015] Em uma variante adicional, sobre um ou ambos os lados do corpo de rotação, os fios dispostos sobre um respectivo lado estão configurados em um ou mais pares de fios, em que os fios de um respectivo par, em uma vista por cima do respectivo lado do corpo de rotação, estão deslocados por um ângulo de 180° ao redor do eixo geométrico longitudinal do corpo de enrolamento. Um projeto simples do elemento de acoplamento é assim conseguido.

[0016] Em uma forma de modalidade adicional e especificamente preferida, sobre ambos os lados do corpo de rotação os fios estão dispostos de modo que, quando de um movimento rotativo do corpo de rotação em uma direção, os fios são enrolados por sobre um lado e desenrolados do outro lado e, quando de um movimento rotativo do corpo de rotação na outra direção, os fios são desenrolados de um lado e enrolados por sobre o outro lado. Por esta disposição, a cinemática para tanto a abertura quanto o fechamento dos contatos de comutação podem ser conseguidos em um modo simples.

[0017] De acordo com requisitos, o corpo de enrolamento sobre o elemento de acoplamento pode ser de projeto diferente. Em geral, o corpo de enrolamento é de seção transversal circular. O corpo de enrolamento pode ser, por exemplo, uma barra cilíndrica de seção transversal circular uniforme, de modo que uma velocidade de movimento constante do primeiro contato de comutação é conseguida. No entanto, não é necessário que o diâmetro da seção transversal circular seja uniforme na direção longitudinal do corpo de enrolamento.

[0018] De modo a variar a cinemática do movimento do primeiro contato de comutação, o corpo de enrolamento, em uma variante adicional da invenção, sobre um ou ambos os lados do corpo de rotação, está formado em cada caso de modo que a espessura e, especificamente, o diâmetro da - onde aplicável - sua seção transversal circular varia na sua direção longitudinal (pelo menos em seções) e, especificamente, aumente ou diminua em um modo contínuo.

[0019] Em uma configuração da forma de modalidade assim descrita, a espessura do corpo de enrolamento, sobre o lado do corpo de rotação o qual faceia a extremidade do corpo de enrolamento sobre o qual o primeiro contato de comutação está disposto, aumenta na direção longitudinal do corpo de enrolamento até a dita extremidade. Consequentemente, uma característica translacional progressiva é conseguida, em que o primeiro contato de comutação, no caso de uma pequena folga entre o último e o segundo contato de comutação, move mais rapidamente, de modo que o contato elétrico é aberto e fechado mais rapidamente. Por meio desta variante, centelhamentos elétricos entre o primeiro e o segundo contatos de comutação podem ser evitados. De preferência, nesta variante, a espessura do corpo de enrolamento, sobre o outro lado do corpo de rotação, diminui na direção longitudinal do corpo de enrolamento até a outra extremidade do corpo de enrolamento. Especificamente, a forma do corpo de enrolamento sobre um lado corresponde à forma do corpo de enrolamento sobre o outro lado. Consequentemente, um enrolamento e desenrolamento uniforme dos fios sobre ambos os lados do corpo de rotação é conseguido, e qualquer perda de tensão nos fios é assim impedida.

[0020] Em uma variante adicional, a espessura do corpo de enrolamento, sobre o lado do corpo de rotação o qual faceia a extremidade do corpo de enrolamento sobre o qual o primeiro contato de comutação está disposto, diminui na direção longitudinal do corpo de enrolamento até a dita extremidade. Consequentemente, uma característica translacional regressiva é conseguida, em que o primeiro contato de comutação, no caso de uma pequena folga entre o último e o segundo contato de comutação, move mais lentamente. Nesta forma de modalidade, de preferência, a espessura do corpo de enrolamento, sobre o outro lado do corpo de rotação, aumenta na direção longitudinal do corpo de enrolamento até a outra extremidade do corpo de enrolamento. Especificamente, a forma do corpo de enrolamento sobre um lado corresponde à forma do corpo de enrolamento sobre o outro lado. Consequentemente, um enrolamento e desenrolamento uniforme dos fios sobre ambos os lados é do mesmo modo conseguido, e qualquer perda de tensão nos fios é assim contra-atuada.

[0021] Em uma forma de modalidade do elemento de acoplamento de acordo com a invenção, o primeiro contato de comutação está diretamente conectado no corpo de enrolamento, em uma extremidade do dito corpo de enrolamento. No entanto, a conexão pode também ser configurada indiretamente, com a interposição de um elemento elástico, por meio do qual a energia cinética é armazenada quando do fechamento do contato elétrico.

[0022] Em uma variante adicional do elemento de acoplamento de acordo com a invenção, pelo menos parte dos fios sobre um lado ou sobre ambos os lados do corpo de rotação incorporam elementos elásticos. Onde aplicável, os fios correspondentes podem também ser de projeto elástico. Por meio desta variante, um pré-tensionamento dos fios é conseguido, de modo que variações nas velocidades de enrolamento sobre lados oposto do corpo de enrolamento são contra- atuadas.

[0023] Além do elemento de acoplamento de acordo com a invenção, a invenção também refere-se a um dispositivo de comutação elétrica, especificamente um tubo de comutação a vácuo, no qual um contato elétrico de um primeiro contato de comutação com um segundo contato de comutação pode ser aberto e fechado, em que o dispositivo de comutação compreende um elemento de acoplamento de acordo com a invenção, ou uma ou mais variantes preferidas do elemento de acoplamento de acordo com a invenção, para a abertura e fechamento do contato elétrico.

[0024] Modalidades exemplares da invenção estão daqui em diante descritas em detalhes com referência às figuras anexas.

[0025] Aqui:

[0026] Figuras 1 a 3 mostram representações esquemáticas de uma forma de modalidade de um elemento de acoplamento de acordo com a invenção, em vários tempos em seu movimento; e

[0027] Figuras 4 a 7 mostram diferentes variantes de um elemento de acoplamento de acordo com a invenção.

[0028] A invenção será ilustrada daqui em diante com referência a um elemento de acoplamento, a função do qual é a abertura e fechamento dos contatos de comutação em um tubo de comutação a vácuo. No entanto, o elemento de acoplamento de acordo com a invenção pode também ser empregado em outros dispositivos de comutação para a abertura e fechamento de um contato elétrico.

[0029] As Figuras 1 a 3 mostram uma primeira variante de um elemento de acoplamento 10 de acordo com a invenção. Por meio do elemento de acoplamento, um sistema de contato compreendido dos contatos de comutação em forma de disco 1 e 2 é atuado, em que, para este fim, a contato de comutação 1 move em relação ao contato de comutação 2. Pelo contato dos dois contatos de comutação 1 e 2, um circuito elétrico é fechado, e um fluxo de corrente é fornecido através do corpo de enrolamento eletricamente condutivo 3, o qual será daqui em diante descrito, e o sistema de contato dos contatos de comutação 1 e 2. Este fluxo de corrente pode ser interrompido mais uma vez pela abertura do sistema de contato, por meio da separação dos dois contatos de comutação 1 e 2.

[0030] O contato de comutação 1 está preso na extremidade inferior 301 do corpo de enrolamento 3, o qual está daqui em diante descrito como a barra de enrolamento. O corpo de enrolamento 3 está configurado para deslocamento linear ao longo do seu eixo geométrico longitudinal, e não pode ser girado. Um corpo de rotação 4 está montado rotativo sobre o corpo de enrolamento, isto é, o corpo de rotação 4 pode girar sobre o corpo de enrolamento. O corpo de rotação compreende dois discos mutuamente espaçados 401 e 402, entre os quais um rolamento anular 403 está disposto, por meio do qual a disposição de rolamento do corpo de rotação 4 sobre a barra de enrolamento 3 é conseguida. O corpo de enrolamento 3 estende através do rolamento 403, através de furos correspondentes no centro dos discos 401 e 402.

[0031] O elemento de acoplamento in Figura 1 está caracterizado em que um movimento rotativo do corpo de rotação 4, o qual é gerado por meio de um acionamento não representado (por exemplo, uma mola ou um motor externo), é convertido em um movimento linear do contato de comutação 1 pela utilização de fios flexíveis 6 e 6'. Assim, sobre o lado superior 405 do disco 402, dois fios flexíveis opostamente dispostos 6 estão dispostos os quais, com um deslocamento angular mútuo de 180°, estão conectados em uma extremidade na borda do disco 402, e na outra extremidade na extremidade superior 302 da barra de enrolamento 3. Analogamente, sobre o lado inferior 404 do disco 401, dois fios flexíveis 6' estão dispostos, novamente com um deslocamento angular mútuo de 180°, e conectados em uma extremidade na borda do disco 401, e na outra extremidade na extremidade inferior da barra de enrolamento 3.

[0032] Por meio do movimento rotativo do corpo de rotação 4 gerado pelo acionamento, um enrolamento ou desenrolamento dos fios 6 e 6' sobre a barra de enrolamento 3 é iniciado o qual, como um resultado trilha linear da barra de enrolamento, gera o seu movimento na direção longitudinal, e assim a abertura ou fechamento dos contatos de comutação 1 e 2. A Figura 1 representa o estado no qual ambos os contatos de comutação 1 e 2 estão na posição de circuito aberto. Neste estado, os dois fios 6' estão enrolados por sobre a parte inferior do corpo de enrolamento 3, de modo que o comprimento livre dos ditos fios é encurtado, e o contato de comutação 1 está em uma posição superior, com uma folga máxima do contato de comutação 2. Ao mesmo tempo, os fios flexíveis 6 sobre o lado superior 405 do corpo de rotação 4 estão no estado desenrolado.

[0033] Se a comutação do estado de circuito aberto para o estado de contato dos dois contatos de comutação 1 e 2 deve agora ser executada, um movimento rotativo do corpo de rotação na direção indicada pela seta R (ver Figura 2) é gerado pelo acionamento. Isto resulta no desenrolamento dos fios 6' e, ao contrário, no enrolamento dos fios 6. Uma força descendente é assim executada sobre a barra de enrolamento 3, de modo que o contato 1 move na direção do contato 2, como pode ser visto na Figura 2. Na representação mostrada na Figura 3, a rotação do corpo de rotação continua para o ponto onde a posição de contato é conseguida, na qual um contato é estabelecido entre os dois contatos de comutação 1 e 2.

[0034] A posição de contato fechado representada na Figura 3 pode ser reaberta por uma rotação do corpo de rotação ao contrário da direção representada pela seta R, em que os fios 6' são enrolados de volta por sobre o corpo de enrolamento, enquanto que os fios 6 são desenrolados do corpo de enrolamento, por meio disto exercendo uma força ascendente. Finalmente, a posição de circuito aberto representada na Figura 1 é restaurada. Em uma variante preferida, pode meio de um mecanismo de travamento apropriado, o elemento de acoplamento pode ser (destacavelmente) travado tanto na posição de contato quando na posição de circuito aberto.

[0035] A disposição dos fios representada na forma da modalidade mostrada nas Figuras 1 a 3 pode ser variada, conforme requerido. Especificamente, sobre cada lado do corpo de rotação, onde aplicável mais de dois fios podem ser providos se, por exemplo, a força a ser transmitida excede o carregamento de tração permissível de dois fios somente. Uma disposição simétrica dos fios tanto acima quanto abaixo do corpo de rotação, como no caso da forma de modalidade representada nas Figuras 1 a 3, é apropriada, já que isto permite a transmissão de forças apropriada tanto na direção ascendente quanto descendente.

[0036] Onde aplicável, no entanto, fios podem também ser providos sobre um lado do corpo de rotação 4 somente, assim permitindo que uma força seja exercida em uma direção somente, por exemplo com base em que a força de gravidade é suficiente para efetuar o movimento da barra de enrolamento na outra direção. Se for assumido, por exemplo, que a direção vertical de cima para baixo nas Figuras 1 a 3 corresponde à direção da força de gravidade, onde aplicável, somente os fios 6' poderiam ser providos os quais, do estado representado na Figura 3, pela rotação ao contrário da direção R, causa uma abertura do contato, em quanto que o contato é fechado pela força de gravidade somente.

[0037] As Figuras 4 a 7 representam variantes do elemento de acoplamento de acordo com a invenção. Componentes idênticos ou mutuamente correspondentes estão identificados pelos mesmos símbolos de referência que aqueles aplicados à forma da modalidade nas Figuras 1 a 3. O projeto e função do elemento de acoplamento mostrado nas Figuras 4 a 7 substancialmente corresponde àqueles do elemento de acoplamento nas Figuras 1 a 3, de modo que os elementos de acoplamento nas Figuras 4 a 7 não serão descritos em nenhum detalhe adicional, mas somente as diferenças entre os ditos elementos de acoplamento e os elementos de acoplamento representados nas Figuras 1 a 3 serão esclarecidas.

[0038] O elemento de acoplamento de acordo com Figura 4 essencialmente corresponde ao elemento de acoplamento representado nas Figuras 1 a 3, em que, como um corpo de enrolamento 3, uma barra de enrolamento relativamente fina é empregada, em consequência disto menos fio é desenrolado ou enrolado por rotação do corpo de rotação 4, por meio disto causando um movimento mais lento do corpo de enrolamento, e assim uma abertura ou fechamento mais lenta dos contatos 1 e 2.

[0039] Ao contrário da Figura 4, o corpo de enrolamento do elemento de acoplamento na Figura 5 está configurado como uma barra cilíndrica de espessura substancialmente maior. Consequentemente, mais fio é enrolado ou desenrolado por rotação do corpo de rotação 4, em consequência de que um movimento relativo mais rápido dos contatos 1 e 2 é conseguido, e assim um processo de abertura e fechamento mais rápido.

[0040] A Figura 6 representa uma forma do corpo de enrolamento 3, na qual a parte inferior do corpo de enrolamento, sobre o lado 404 do corpo de rotação 4, é de um projeto de gargalo de garrafa, com um diâmetro o qual diminui na direção do contato de comutação 1. Em consequência, uma característica translacional regressiva é conseguida, isto é, quanto mais o movimento linear do corpo de enrolamento 3 prossegue em uma direção descendente, mais lento o movimento se torna. Isto permite um acoplamento amortecido do contato de comutação 1 com o contato de comutação 2.

[0041] Ao contrário da Figura 6, a parte inferior do corpo de enrolamento 3 na Figura 7 está configurada como um gargalo inversamente orientado, isto é, o diâmetro do corpo de enrolamento aumenta do lado 404 do corpo de rotação 4 na direção do contato de comutação 1. Por meio desta variante, uma característica translacional progressiva é conseguida em que, antes do fechamento dos contatos de comutação 1 e 2, uma clara aceleração no movimento do contato de comutação 1 é executada, como um resultado de um desenrolamento mais rápido dos fios 6'. Esta forma de modalidade é assim empregada se uma lenta partida no movimento do contato de comutação 1 para fora da posição de circuito aberto for preferida, mas a velocidade de fechamento deve simultaneamente ser aumentada conforme os contatos de comutação se aproximam da posição fechada, por exemplo, de modo a impedir centelhamentos elétricos. Esta variante da invenção é altamente adequada para aplicação nos contatos de comutação dentro de um tubo de comutação a vácuo.

[0042] Nas variantes mostradas nas Figuras 6 e 7, os fios superiores 6 mais ainda incorporam elementos de mola 5. Onde aplicável, estes elementos de mola podem além disso ser providos nos fios 6'. Por meio destes elementos de mola, o pré-tensionamento dos fios pode ser precisamente ajustado. Quaisquer diferenças entre as velocidades de enrolamento dos fios 6 e 6' sobre lados opostos do corpo de enrolamento podem ser absorvidas pelos elementos de mola, e resultar em somente uma ligeira mudança em pré-tensionamento dos fios. Mais ainda, os elementos de mola podem estar configurados com uma deflexão de mola relativamente grande, de modo que o pré- tensionamento possa ser mantido em um modo estável durante um longo tempo de serviço. Onde aplicável, no lugar dos elementos de mola, os próprios fios podem também ser de projeto elástico.

[0043] Nas formas de modalidade representadas nas Figuras 6 e 7, a parte superior do corpo de enrolamento é novamente de projeto cilíndrico. Em diferentes formas de modalidade das Figuras 6 e 7, a parte superior do corpo de enrolamento está configurada identicamente à parte inferior. Em outras palavras, na forma de modalidade representada nas Figuras 6 e 7, a parte superior do corpo de enrolamento (para baixo até a parte a qual, quando do fechamento do contato, penetra no rolamento 403), está configurada com um projeto de gargalo idêntico à parte inferior, em que a espessura do gargalo na Figura 6 aumenta até a extremidade superior 302 do corpo de enrolamento, e na Figura 7 diminui até a extremidade superior 302 do corpo de enrolamento.

[0044] Por esta disposição, qualquer perda de tensão nos fios durante o enrolamento ou desenrolamento é impedida. Por exemplo, é conseguida que, no caso de um enrolamento mais lento do fio sobre a parte superior do corpo de enrolamento, o fio correspondente sobre a parte inferior do corpo de enrolamento é também desenrolado mais lentamente, e assim não afrouxa. Ao contrário, por meio da variante assim descrita, é impedido que o fio sobre a parte superior do corpo de enrolamento seja enrolado mais rapidamente do que o fio correspondente sobre a parte inferior do corpo de enrolamento, o que resultaria na obstrução da cinemática.

[0045] Em uma variante adicional (não representada) da invenção, formas complexas do corpo de enrolamento são também possíveis, de modo a permitir ajustes mais extensos à dinâmica translacional, por exemplo, nos interesses de adaptação à física específica de contratos de comutação elétrica ou formação de arco elétrico.

[0046] As formas de modalidade da invenção até agora descritas têm uma série de vantagens. Pela conversão de um movimento rotativo em um movimento linear associado com o enrolamento ou desenrolamento de fios sobre um corpo de enrolamento, a razão de alavanca desejada pode ser estabelecida em um modo simples e, pela forma do corpo de enrolamento, pode ser controlada sobre uma faixa extensa sem problemas. Especificamente, formas progressivas ou regressivas do corpo de enrolamento podem ser empregadas para o controle apropriado de velocidades nas posições terminais dos contatos de comutação. Em variantes preferidas, os fios empregados estão adicionalmente configurados com elementos de mola ou são de projeto elástico, de modo que um tensionamento estável e de longo prazo dos fios possa ser conseguido, e quaisquer variações em deslocamento entre a parte superior e a parte inferior do corpo de enrolamento podem sem compensadas.

Claims (15)

1. Elemento de acoplamento para um dispositivo de comutação elétrica, especificamente um tubo de comutação a vácuo, sendo que o elemento de acoplamento (10) tem um primeiro contato de comutação (1) para a abertura e fechamento de um contato elétrico com um segundo contato de comutação (2), caracterizado pelo fato de que: - o elemento de acoplamento (10) tem um corpo de enrolamento oblongo (3), que tem duas extremidades (301, 302) dispostas em oposição na direção longitudinal do seu eixo geométrico longitudinal, sendo que o primeiro contato de comutação (1) está disposto em uma extremidade; - o elemento de acoplamento (10) compreende um corpo de rotação (4), através do qual se estende o corpo de enrolamento (3), e está provido para acoplamento a um acionamento, de modo a executar um movimento rotativo por meio do acionamento, sendo que o corpo de rotação (4) compreende dois lados (404, 405), dos quais um faceia uma extremidade (301) do corpo de enrolamento (3), e o outro faceia a outra extremidade (302) do corpo de enrolamento (3); - o corpo de rotação (4) está montado rotativo sobre o corpo de enrolamento (3), e o corpo de enrolamento (3) está guiado em um modo linear, de modo que não é rotativo ao redor do seu eixo geométrico longitudinal, mas pode ser movido na sua direção longitudinal em relação ao corpo de rotação (4); - sobre um ou ambos os lados (404, 405) do corpo de rotação, uma pluralidade de fios (6, 6') em cada caso está disposta entre o corpo de rotação (4) e o corpo de enrolamento (3) de modo que, por meio de movimentos rotativos opostos do corpo de rotação (4), um enrolamento e desenrolamento do(s) fio(s) (6, 6') é causado sobre o corpo de enrolamento (3) e, como um resultado, o corpo de enrolamento (3) é movido na sua direção longitudinal em relação ao corpo de rotação (4), de modo a abrir e fechar o contato elétrico do primeiro contato de comutação (1) com o segundo contato de comutação (2).

2. Elemento de acoplamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo de rotação (4) é um corpo em forma de disco, do qual ambos os lados (404, 405) são circulares, sendo que o corpo de enrolamento (3) de preferência se estende através do centro do corpo em forma de disco (4).

3. Elemento de acoplamento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o corpo em forma de disco compreende um único disco ou uma pluralidade de discos (401, 402), os quais estão sequencialmente dispostos na direção longitudinal do corpo de enrolamento (3).

4. Elemento de acoplamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, sobre um ou ambos os lados (404, 405) do corpo de rotação (4), o(s) fio(s) (6, 6'), que estão dispostos sobre um respectivo lado (404, 405), estão presos em cada caso em uma extremidade no corpo de rotação (4), e na outra extremidade no corpo de enrolamento (3).

5. Elemento de acoplamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, em um ou ambos os lados (404, 405) do corpo de rotação (4), os fios (6, 6'), dispostos sobre um respectivo lado (404, 405), em uma vista de topo, estão simetricamente posicionados ao redor do corpo de enrolamento (3) sobre o respectivo lado (404, 405) do corpo de rotação (4).

6. Elemento de acoplamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, em um ou ambos os lados (404, 405) do corpo de rotação (4), os fios (6, 6') dispostos sobre um respectivo lado (404, 405) estão configurados em um ou mais pares de fios (6, 6'), sendo que os fios (6, 6') de um respectivo par, em uma vista por cima do respectivo lado (404, 405) do corpo de rotação (4), estão deslocados por um ângulo de 180° ao redor do eixo geométrico longitudinal do corpo de enrolamento (3).

7. Elemento de acoplamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, sobre ambos os lados (404, 405) do corpo de rotação (4), os fios (6, 6') estão dispostos de modo que, quando de um movimento rotativo do corpo de rotação (4) em uma direção, os fios (6, 6') são enrolados por sobre um lado (404, 405) e desenrolados do outro lado (404, 405) e, quando de um movimento rotativo do corpo de rotação (4) na outra direção, os fios (6, 6') são desenrolados de um lado (404, 405) e enrolados por sobre o outro lado (404, 405).

8. Elemento de acoplamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o corpo de enrolamento (3) é de seção transversal circular.

9. Elemento de acoplamento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o corpo de enrolamento (3) é uma barra cilíndrica.

10. Elemento de acoplamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o corpo de enrolamento (3), sobre um ou ambos os lados (404, 405) do corpo de rotação (4), está formado em cada caso de modo que a sua espessura varie na sua direção longitudinal e, especificamente, aumente ou diminua em um modo contínuo.

11. Elemento de acoplamento, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a espessura do corpo de enrolamento (3), sobre o lado (404) do corpo de rotação (4), o qual faceia a extremidade (301) do corpo de enrolamento sobre o qual o primeiro contato de comutação (1) está disposto, aumenta na direção longitudinal do corpo de enrolamento (3) até a dita extremidade e, de preferência, a espessura do corpo de enrolamento (3), sobre o outro lado (405) do corpo de rotação (4), diminui na direção longitudinal do corpo de enrolamento (3) até a outra extremidade (302) do corpo de enrolamento (3).

12. Elemento de acoplamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a espessura do corpo de enrolamento (3), sobre o lado (404) do corpo de rotação (4), o qual faceia a extremidade (301) do corpo de enrolamento sobre o qual o primeiro contato de comutação (1) está disposto, diminui na direção longitudinal do corpo de enrolamento (3) até a dita extremidade e, de preferência, a espessura do corpo de enrolamento (3), sobre o outro lado (405) do corpo de rotação (4), aumenta na direção longitudinal do corpo de enrolamento (3) até a outra extremidade (302) do corpo de enrolamento (3).

13. Elemento de acoplamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro contato de comutação (1) está diretamente conectado no corpo de enrolamento (3), em uma extremidade (301) do dito corpo de enrolamento (3), ou com a interposição de um elemento elástico.

14. Elemento de acoplamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte dos fios sobre um ou ambos os lados (404, 405) do corpo de rotação (4) incorpora elementos elásticos (5) e/ou são de projeto elástico.

15. Dispositivo de comutação elétrica, especificamente um tubo de comutação a vácuo, no qual um contato elétrico de um primeiro contato de comutação (1) com um segundo contato de comutação (2) pode ser aberto ou fechado, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de comutação compreende um elemento de acoplamento (10), como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, para a abertura e fechamento do contato elétrico.

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