BR112019004810B1

BR112019004810B1 - LOW VOLTAGE SWITCHING DEVICE

Info

Publication number: BR112019004810B1
Application number: BR112019004810-3A
Authority: BR
Inventors: Ludwig Niebler; Vadzim Kulinovich; Tobias VIEHAUSER
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2023-07-25

Abstract

A invenção refere-se a um dispositivo de comutação de baixa tensão que compreende um acionador eletromagnético com uma bobina (1), uma culatra posicionada de forma fixa (2), e um induzido (3), que é móvel em relação à culatra (2), e que também compreende um sistema de contato consistindo em um portador de peça de comutação (4) posicionado de forma fixa com um portador móvel de peça de comutação (5) arranjado oposto ao mesmo, em que o portador móvel de peça de comutação (5) é atuado por uma mola de carga de contato (7). A invenção é distinguida por um primeiro meio para suporte de carga de contato eletromagnético estar posicionado no portador de peça de comutação (4) posicionado de maneira fixa.The invention relates to a low voltage switching device comprising an electromagnetic actuator with a coil (1), a fixedly positioned yoke (2), and an armature (3), which is movable with respect to the yoke ( 2), and which also comprises a contact system consisting of a switching part carrier (4) fixedly positioned with a movable switching part carrier (5) arranged opposite thereto, wherein the movable switching part carrier switching (5) is actuated by a contact load spring (7). The invention is distinguished by a first means for supporting electromagnetic contact load being positioned on the fixedly positioned switching part carrier (4).

Description

[001] A invenção refere-se a um dispositivo de comutação de baixa tensão que compreende um acionador eletromagnético com uma bobina, uma culatra posicionada de forma fixa, e um induzido que é móvel em relação à culatra e que também compreende um sistema de contato feito de um portador da peça de comutação posicionado de forma fixa e um portador da peça de comutação móvel arranjado oposto ao mesmo, em que o portador da peça de comutação móvel é atuado por uma mola de carga de contato.[001] The invention relates to a low voltage switching device comprising an electromagnetic actuator with a coil, a fixedly positioned yoke, and an armature that is movable with respect to the yoke and which also comprises a contact system made of a fixedly positioned switching part carrier and a movable switching part carrier arranged opposite thereto, wherein the movable switching part carrier is actuated by a contact load spring.

[002] Dispositivos de comutação elétrica são necessários para comutar e transportar correntes elétricas de até uma magnitude predeterminada, sem qualquer perturbação. Para este fim, eles têm um acionador, que fecha os contatos com uma força de contato predeterminada, os mantém fechados e os abrem novamente.[002] Electrical switching devices are required to switch and transport electrical currents of up to a predetermined magnitude without any disturbance. For this purpose, they have a actuator, which closes the contacts with a predetermined contact force, keeps them closed and opens them again.

[003] Se a corrente flui sobre os pontos de contato fechados em um dispositivo de comutação, forças de repulsão de magnitude proporcional ao quadrado da intensidade da corrente elétrica ocorrem entre os pontos de contato. Ou seja, quanto maior a corrente que flui sobre os pontos de contato fechados, maiores são as forças de repulsão. As molas de pressão de contato, o mecanismo de comutação e o acionador eletromagnético devem ser suficientemente dimensionados para corresponder às forças de repulsão esperadas. Isso, por sua vez, tem o efeito de que, à medida que a corrente nominal aumenta, as dimensões do dispositivo, o consumo de energia para ativar o eletroímã e os custos de produção aumentam desproporcionalmente.[003] If current flows over closed contact points in a switching device, repulsive forces of magnitude proportional to the square of the intensity of the electric current occur between the contact points. In other words, the greater the current that flows over the closed contact points, the greater the repulsion forces. The contact pressure springs, the switching mechanism and the electromagnetic actuator must be sufficiently sized to correspond to the expected repulsion forces. This in turn has the effect that as the rated current increases, the dimensions of the device, the power consumption to activate the electromagnet and the production costs increase disproportionately.

[004] Nesse sentido, a DE 42 16 080 A1 descreve uma solução na qual, ao lado da porção de uma mola de contato através da qual flui a corrente, um corpo ferromagnético é arranjado a uma pequena distância no lado do contato conjugado. No caso desta solução, é usada a atração magnética que o campo magnético da corrente que flui sobre o contato exerce sobre um corpo ferromagnético. Dependendo da intensidade da corrente, a pressão nos contatos é aumentada.[004] In this sense, DE 42 16 080 A1 describes a solution in which, next to the portion of a contact spring through which the current flows, a ferromagnetic body is arranged at a small distance on the conjugate contact side. In the case of this solution, the magnetic attraction that the magnetic field of the current flowing over the contact exerts on a ferromagnetic body is used. Depending on the current strength, the pressure on the contacts is increased.

[005] A FR 2 793 090 A1 descreve uma solução na qual um elemento ferromagnético em formato de U é arranjado em torno da peça de comutação móvel. O fluxo de corrente na peça de comutação móvel tem o efeito de induzir no elemento ferromagnético um fluxo magnético, pelo qual, por sua vez, uma força de fechamento de contato é exercida na peça de comutação móvel.[005] FR 2 793 090 A1 describes a solution in which a U-shaped ferromagnetic element is arranged around the movable switching part. The current flow in the movable switching part has the effect of inducing a magnetic flux in the ferromagnetic element, whereby in turn a contact closing force is exerted on the movable switching part.

[006] Ambas DE 42 16 080 A1 e FR 2 793 090 A1 têm a desvantagem de que, com o aumento da corrente que flui através das peças de comutação, as forças eletromagnéticas de fechamento de contato aumentam muito, e assim fica cada vez mais difícil separar os contatos quando existe um comando de desligamento.[006] Both DE 42 16 080 A1 and FR 2 793 090 A1 have the disadvantage that, with the increase in the current flowing through the switching parts, the electromagnetic contact closing forces increase greatly, and thus become increasingly difficult to separate the contacts when there is a shutdown command.

[007] Uma solução para esse problema é descrita por DE 103 43 005 B4. Nela, são providas pelo menos duas culatras ferromagnéticas em formato de U que são direcionadas de forma oposta no efeito de suas forças magnéticas. Uma culatra menor provoca um aumento na carga de contato. Uma culatra maior provoca uma repulsão eletrodinâmica dos contatos. A culatra menor é arranjada no entreferro da culatra maior e mais próximo da peça de comutação móvel. Quando existem intensidades de corrente menor a média, o efeito da culatra menor predomina e, portanto, proporciona um aumento na carga de contato. A partir de uma certa intensidade de corrente, o circuito da culatra menor fica magneticamente saturado. A partir daí, o efeito da culatra maior entra em vigor e causa uma repulsão dos contatos.[007] A solution to this problem is described by DE 103 43 005 B4. In it, at least two U-shaped ferromagnetic yokes are provided that are directed oppositely in the effect of their magnetic forces. A smaller breech causes an increase in contact load. A larger yoke causes an electrodynamic repulsion of the contacts. The smaller breech is arranged in the air gap of the larger breech and closer to the movable switching part. When there are lower to medium current intensities, the smaller yoke effect predominates and therefore provides an increase in the contact load. Above a certain current intensity, the smaller breech circuit becomes magnetically saturated. From then on, the effect of the larger breech comes into effect and causes a repulsion of the contacts.

[008] Uma solução adicional para o problema é descrita em FR 2 829 869 A1. Um dispositivo de comutação de contato entre pelo menos uma peça de comutação posicionada de forma fixa e um braço de comutação móvel compreende um núcleo magnético de amplificação, que interage com o braço de comutação móvel, e um núcleo magnético de compensação, que interage com pelo menos um condutor fixo do dispositivo de comutação. O núcleo magnético de amplificação e o núcleo magnético de compensação são montados opostos um ao outro em uma base móvel. Quando uma corrente elétrica flui no braço de comutação móvel, um fluxo magnético de amplificação flui no núcleo magnético de amplificação e gera uma força de atração entre o braço de comutação móvel e a base móvel. Agindo do outro lado da base móvel está o núcleo magnético de compensação, que também exerce uma força sobre a base móvel, contrária ao efeito de força provido pelo núcleo magnético de amplificação. Até um certo limite da corrente elétrica que flui no braço de comutação móvel, a força de amplificação é maior que a força de compensação. Além desse limite da corrente que flui no braço de comutação móvel, a força de amplificação é menor que a força de compensação. O núcleo magnético de amplificação sai da parte do ímã em formato de U e o suporte da carga de contato magnético torna-se ineficaz.[008] An additional solution to the problem is described in FR 2 829 869 A1. A contact switching device between at least one fixedly positioned switching part and a movable switching arm comprises an amplification magnetic core, which interacts with the movable switching arm, and a compensating magnetic core, which interacts with at least least one fixed conductor of the switching device. The amplification magnetic core and the compensation magnetic core are mounted opposite each other on a movable base. When an electric current flows in the movable switching arm, an amplification magnetic flux flows in the amplification magnetic core and generates an attractive force between the movable switching arm and the movable base. Acting on the other side of the mobile base is the compensation magnetic core, which also exerts a force on the mobile base, contrary to the force effect provided by the amplification magnetic core. Up to a certain limit of the electrical current flowing in the movable switching arm, the amplification force is greater than the compensation force. Beyond this limit on the current flowing in the movable switching arm, the amplification force is less than the compensation force. The amplification magnetic core comes out of the U-shaped magnet part and the magnetic contact load support becomes ineffective.

[009] A FR 2 829 869 A1 tem a desvantagem de, por um lado, requerer um mecanismo complexo e, por outro lado, tal como a DE 103 43 005 B4, não oferecer qualquer solução para o problema da erosão por contato de comutação.[009] FR 2 829 869 A1 has the disadvantage that, on the one hand, it requires a complex mechanism and, on the other hand, like DE 103 43 005 B4, it does not offer any solution to the problem of erosion due to switching contact .

[0010] Com a erosão por contato de comutação, ocorre desgaste nos contatos de comutação durante a comutação operacional, causada por erosão de arco. Como resultado, a espessura do contato é reduzida ao longo da vida útil. Isso, por sua vez, tem como consequência que, ao longo da vida útil de um dispositivo de comutação elétrica, o braço de comutação móvel se aproxima progressivamente do portador da peça de comutação fixa. Para que o efeito de força do núcleo magnético de amplificação seja mantido durante toda a vida útil, o posicionamento relativo do núcleo magnético de amplificação em relação ao braço de comutação deve ser reajustado ao longo da vida útil.[0010] With switching contact erosion, wear occurs on the switching contacts during operational switching, caused by arc erosion. As a result, the contact thickness is reduced over the service life. This in turn has the consequence that, over the service life of an electrical switching device, the movable switching arm progressively approaches the carrier of the fixed switching part. In order for the strength effect of the magnetic amplification core to be maintained throughout the service life, the relative positioning of the magnetic amplification core with respect to the switching arm must be readjusted throughout the service life.

[0011] Consequentemente, o objetivo da presente invenção é prover um dispositivo de comutação de baixa tensão que tenha um suporte de carga de contato eletromagnético que seja facilmente implementado.[0011] Consequently, the object of the present invention is to provide a low voltage switching device that has an electromagnetic contact load support that is easily implemented.

[0012] Esse objetivo é conseguido de acordo com a invenção por um dispositivo de comutação de baixa tensão com as características da reivindicação 1 da patente. Formas e desenvolvimentos vantajosos, que podem ser usados individualmente ou em combinação uns com os outros, são o assunto das reivindicações dependentes.[0012] This objective is achieved according to the invention by a low voltage switching device with the characteristics of claim 1 of the patent. Advantageous forms and developments, which can be used individually or in combination with each other, are the subject of the dependent claims.

[0013] De acordo com a invenção, esse objetivo é alcançado por um dispositivo de comutação de baixa tensão que compreende um acionador eletromagnético com uma bobina, uma culatra posicionada de forma fixa, e um induzido que é móvel em relação à culatra e que também compreende um sistema de contato feito de um portador da peça de comutação posicionado de forma fixa e um portador da peça de comutação móvel arranjado oposto ao mesmo, em que o portador da peça de comutação móvel é atuado por uma mola de carga de contato. A invenção é distinguida pelo fato de que um primeiro meio para suporte de carga de contato eletromagnético estar posicionado no portador da peça de comutação posicionado de forma fixa.[0013] According to the invention, this objective is achieved by a low voltage switching device comprising an electromagnetic actuator with a coil, a fixedly positioned yoke, and an armature that is movable relative to the yoke and which also comprises a contact system made of a fixedly positioned switching part carrier and a movable switching part carrier arranged opposite thereto, wherein the movable switching part carrier is actuated by a contact load spring. The invention is distinguished by the fact that a first means for supporting electromagnetic contact load is positioned on the carrier of the fixedly positioned switching part.

[0014] Na presente invenção, preferivelmente, dois meios para suporte de carga de contato eletromagnético são usados. Eles são, por um lado, uma placa ferromagnética formada em formato de U e, por outro lado, um colar de mola formado em formato de U. Um fluxo magnético é induzido respectivamente em ambos os elementos ferromagnéticos em formato de U. Isso provoca uma excitação eletromagnética relativamente grande, mesmo com pequenas correntes através do portador da peça de comutação ou através da ponte, de modo que uma força de atração relativamente grande é formada entre as faces polares.[0014] In the present invention, preferably, two means for supporting electromagnetic contact load are used. They are, on the one hand, a U-shaped ferromagnetic plate and, on the other hand, a U-shaped spring collar. A magnetic flux is induced respectively in both U-shaped ferromagnetic elements. relatively large electromagnetic excitation even with small currents through the carrier of the switching part or through the bridge, so that a relatively large attractive force is formed between the polar faces.

[0015] As faces polares são mantidas relativamente pequenas e separadas umas das outras por um entreferro. O circuito magnético fica rapidamente saturado, de modo que o aumento da força quando há correntes muito altas é relativamente pequeno. Isso é importante para que os contatos de comutação possam ser separados mesmo quando houver correntes excessivas, por exemplo, no caso de sobrecarga ou curto-circuito.[0015] The polar faces are kept relatively small and separated from each other by an air gap. The magnetic circuit quickly becomes saturated, so the increase in force when there are very high currents is relatively small. This is important so that the switching contacts can be separated even when there are excessive currents, for example in the event of an overload or short circuit.

[0016] A inclinação das faces polares, preferivelmente em 45°, em relação à direção de fechamento-abertura do contato, permite uma maior perda de deslocamento devido ao desgaste de contato a ser compensado. Da mesma forma, tolerâncias no posicionamento relativo das faces polares em relação aos contatos podem ser compensadas. No estado ligado, a corrente flui de um terminal para o portador da peça de comutação, de lá para o contato fixo, depois sobre o contato móvel para a ponte, de lá sobre o contato móvel oposto e contato fixo para o portador da peça de comutação oposto e, em seguida, para o terminal oposto. A placa U ferromagnética, formada em formato de U, é afixada ao portador da peça de comutação de tal maneira que a corrente que flui no portador da peça de comutação induz um fluxo magnético na placa em U. Na placa em U há faces polares.[0016] The inclination of the polar faces, preferably at 45°, in relation to the contact closing-opening direction, allows a greater loss of displacement due to contact wear to be compensated. Likewise, tolerances in the relative positioning of the polar faces in relation to the contacts can be compensated. In the on state, current flows from one terminal to the switching part carrier, from there to the fixed contact, then over the movable contact to the bridge, from there over the opposite moving contact and fixed contact to the switching part carrier. opposite switching and then to the opposite terminal. The ferromagnetic U plate, formed in a U shape, is affixed to the switching part carrier in such a way that the current flowing in the switching part carrier induces a magnetic flux in the U plate. On the U plate there are polar faces.

[0017] Afixado à ponte está um colar de mola ferromagnético com faces de extremidade e faces polares. As faces de extremidade, em conjunto com as faces polares, formam porções em formato de U, que se estendem em torno da ponte, em que a abertura do U está voltada para o portador da peça de comutação fixa ou para a placa em U. Quando há um fluxo de corrente através da ponte, um fluxo magnético é induzido, respectivamente, nas porções em formato de U no copo da mola. Os fluxos magnéticos na placa em U e na porção em formato de U são de tal polaridade que uma força magnética de atração é produzida entre as faces polares na placa em U e as faces polares no colar de mola, as faces polares sendo arranjadas em relação à direção de fechamento-abertura do contato em um ângulo de aproximadamente 45°.[0017] Affixed to the bridge is a ferromagnetic spring collar with end faces and pole faces. The end faces, together with the pole faces, form U-shaped portions extending around the bridge, wherein the opening of the U faces the carrier of the fixed switching part or the U-plate. When there is a flow of current through the bridge, a magnetic flux is induced respectively in the U-shaped portions in the spring cup. The magnetic fluxes in the U-plate and the U-shaped portion are of such polarity that a magnetic force of attraction is produced between the polar faces on the U-plate and the polar faces on the spring collar, the polar faces being arranged in relative to the closing-opening direction of the contact at an angle of approximately 45°.

[0018] Além disso, os arranjos ou geometrias do portador da peça de comutação, ponte, contato posicionado de forma fixa, contato móvel, porção em formato de U no colar de mola e placa em U são dimensionados de tal modo que, no estado ligado do dispositivo de comutação de baixa tensão, um entreferro permanece entre as faces polares. Devido ao desgaste nos contatos, a ponte e o colar de mola aproximam-se progressivamente do portador da peça de comutação ou da placa em U. Isso, por um lado, tem como consequência que o entreferro entre as faces polares se torna menor e, consequentemente, a força magnética de atração é aumentada. Por outro lado, no entanto, a distância entre o portador da peça de comutação e a ponte também se torna menor e, consequentemente, as forças de repulsão entre a ponte e o portador da peça de comutação tornam-se maiores.[0018] Furthermore, the arrangements or geometries of the carrier of the switching part, bridge, fixedly positioned contact, movable contact, U-shaped portion on the spring collar and U-plate are sized such that, in the state switched on from the low voltage switching device, an air gap remains between the polar faces. Due to wear on the contacts, the bridge and spring collar progressively move closer to the carrier of the switching part or U-plate. This, on the one hand, has the consequence that the air gap between the polar faces becomes smaller and, on the one hand, consequently, the magnetic force of attraction is increased. On the other hand, however, the distance between the switching part carrier and the bridge also becomes smaller and consequently the repulsion forces between the bridge and the switching part carrier become larger.

[0019] A invenção também provê que elementos ferromagnéticos em formato de U são arranjados em torno da ponte móvel e em torno do portador da peça de comutação fixa na forma do colar de mola e da placa em U, cujas faces polares são direcionadas uma para a outra no estado ligado e que atraem eletromagneticamente uma à outra quando há um fluxo da corrente através do portador da peça de comutação e da ponte. As geometrias dos ditos elementos ferromagnéticos são atribuídas aos contatos de tal maneira que um entreferro permanece entre as faces polares quando os contatos se tocam. Esse entreferro entre as faces polares ainda existe quando o material de contato destinado ao tempo de vida do dispositivo de comutação de baixa tensão está gasto. As faces polares opostas no colar de mola e na placa em U não são formadas perpendicularmente à direção de fechamento-abertura do contato, mas estão em um ângulo de, por exemplo, 45°. Os elementos ferromagnéticos, incluindo o entreferro entre as faces polares, são adequadamente dimensionados de tal forma que o suporte de carga de contato eletromagnético é menor ou igual à carga de contato que é aplicada por meio da mola de carga de contato. Além disso, os elementos ferromagnéticos, incluindo o entreferro entre as faces polares, são dimensionados de tal forma que o aumento na força eletromagnética devido ao entreferro se tornar menor é aproximadamente igual ao aumento das forças de repulsão entre o portador da peça de comutação e a ponte por conta da distância decrescente.[0019] The invention also provides that U-shaped ferromagnetic elements are arranged around the movable bridge and around the carrier of the fixed switching part in the form of the spring collar and the U-plate, the polar faces of which are directed towards each other. the other in the on state and which electromagnetically attract each other when there is a flow of current through the carrier of the switching part and the bridge. The geometries of said ferromagnetic elements are assigned to the contacts in such a way that an air gap remains between the polar faces when the contacts touch. This air gap between the polar faces still exists when the contact material intended for the lifetime of the low voltage switching device is worn out. The opposite polar faces on the spring collar and U-plate are not formed perpendicular to the closing-opening direction of the contact, but are at an angle of, for example, 45°. The ferromagnetic elements, including the air gap between the polar faces, are appropriately sized such that the electromagnetic contact load support is less than or equal to the contact load that is applied through the contact load spring. Furthermore, the ferromagnetic elements, including the air gap between the polar faces, are sized such that the increase in electromagnetic force due to the air gap becoming smaller is approximately equal to the increase in repulsion forces between the switching part carrier and the bridge due to the decreasing distance.

[0020] Uma continuação do conceito de acordo com a invenção provê que o primeiro meio é uma placa ferromagnética em formato de U, com duas faces polares opostas e uma região intermediária conectando as faces polares.[0020] A continuation of the concept according to the invention provides that the first medium is a U-shaped ferromagnetic plate, with two opposing polar faces and an intermediate region connecting the polar faces.

[0021] Um refinamento específico do conceito de acordo com a invenção provê que as faces polares da placa ferromagnética conformadas em formato de U são formadas como abas.[0021] A specific refinement of the concept according to the invention provides that the polar faces of the U-shaped ferromagnetic plate are formed as flaps.

[0022] Um refinamento vantajoso do conceito de acordo com a invenção pode ser que o portador da peça de comutação posicionado de forma fixa é formado em formato de U, com uma primeira perna e uma segunda perna e uma região de ligação entre a primeira perna e a segunda perna, em que a região intermediária da placa ferromagnética conformada em U repousa sobre a primeira perna e as faces polares tipo abas são configuradas na direção da segunda perna, de modo que a corrente que flui no portador da peça de comutação induza um fluxo magnético na placa ferromagnética conformada em um formato de U.[0022] An advantageous refinement of the concept according to the invention may be that the fixedly positioned switching part carrier is formed in a U-shape, with a first leg and a second leg and a connecting region between the first leg and the second leg, wherein the middle region of the U-shaped ferromagnetic plate rests on the first leg and the flap-like polar faces are configured in the direction of the second leg, so that the current flowing in the carrier of the switching part induces a magnetic flux in the ferromagnetic plate formed into a U shape.

[0023] Uma configuração vantajosa da invenção pode prover que um segundo meio para suporte de carga de contato eletromagnético é posicionado entre a mola de carga de contato e o portador da peça de comutação móvel.[0023] An advantageous embodiment of the invention may provide that a second means for supporting electromagnetic contact load is positioned between the contact load spring and the carrier of the movable switching part.

[0024] Uma configuração vantajosa adicional da invenção pode prover que o segundo meio para suporte de carga de contato eletromagnético é um colar de mola ferromagnético formado em formato de U, com duas pernas opostas e uma região intermediária conectando as duas pernas.[0024] A further advantageous embodiment of the invention may provide that the second means for supporting electromagnetic contact load is a ferromagnetic spring collar formed in a U-shape, with two opposing legs and an intermediate region connecting the two legs.

[0025] Um refinamento específico da invenção pode ser que uma projeção cilíndrica para receber voltas da mola de carga de contato é formada na região intermediária do colar de mola ferromagnético formado em formato de U.[0025] A specific refinement of the invention may be that a cylindrical projection for receiving turns of the contact load spring is formed in the intermediate region of the U-shaped formed ferromagnetic spring collar.

[0026] Um refinamento específico da invenção pode ser que faces polares opostas são formadas na direção contrária às pernas opostas do colar de mola.[0026] A specific refinement of the invention may be that opposing polar faces are formed in the opposite direction to the opposing legs of the spring collar.

[0027] Um refinamento vantajoso do conceito de acordo com a invenção pode ser que as faces polares do colar de mola e as faces polares tipo abas da placa ferromagnética formadas em formato de U são configuradas como direcionadas umas para as outras, com um entreferro entre as faces polares.[0027] An advantageous refinement of the concept according to the invention may be that the pole faces of the spring collar and the tab-like pole faces of the ferromagnetic plate formed in a U-shape are configured as directed towards each other, with an air gap between the polar faces.

[0028] Pode também ser provido de acordo com a invenção que o dispositivo de comutação de baixa tensão é um contator ou um disjuntor ou um circuito ramificado de motor compacto.[0028] It can also be provided according to the invention that the low voltage switching device is a contactor or a circuit breaker or a compact motor branch circuit.

[0029] O dispositivo de comutação de baixa tensão de acordo com a invenção compreende um acionador eletromagnético com uma bobina, uma culatra posicionada de forma fixa, e um induzido que é móvel em relação à culatra e também um sistema de contato feito de dois portadores da peça de comutação posicionados de forma fixa e um portador da peça de comutação móvel arranjado oposto ao mesmo. Tanto os portadores da peça de comutação posicionados de forma fixa quanto o portador da peça de comutação móvel têm, respectivamente, contatos, em que os contatos dos portadores de peça de comutação posicionada de forma fixa são arranjados em oposição aos contatos do portador da peça de comutação móvel. Arranjada sob o portador da peça de comutação móvel está uma mola de carga de contato. Os portadores da peça de comutação posicionados de forma fixa são fixados no lugar em um alojamento, o portador da peça de comutação móvel e a mola de carga de contato são arranjados em um portador de contato.[0029] The low voltage switching device according to the invention comprises an electromagnetic actuator with a coil, a fixedly positioned yoke, and an armature that is movable with respect to the yoke and also a contact system made of two carriers of the switching part fixedly positioned and a movable switching part carrier arranged opposite thereto. Both the fixedly positioned switching part carriers and the movable switching part carrier respectively have contacts, wherein the contacts of the fixedly positioned switching part carriers are arranged in opposition to the contacts of the moving part carrier. mobile switching. Arranged beneath the carrier of the movable switching part is a contact load spring. The fixedly positioned switching part carriers are fixed in place in a housing, the movable switching part carrier and the contact load spring are arranged in a contact carrier.

[0030] O portador da peça de comutação posicionado de forma fixa é preferivelmente formado em formato de U, com uma primeira perna, que preferivelmente pode ser feita maior que a segunda perna. As pernas estão ligadas umas às outras por meio de uma região de ligação. Um primeiro meio para suporte de carga de contato eletromagnético é posicionado na primeira perna, preferivelmente na região da região de ligação. Esse primeiro meio é uma placa ferromagnética conformada em U, com duas faces polares opostas e uma região intermediária ligando as duas faces polares. A região intermediária da placa ferromagnética conformada em U repousa na primeira perna do portador da peça de comutação posicionado de forma fixa na vizinhança da região de ligação. As faces polares são preferivelmente formadas como abas e são direcionadas na direção do portador da peça de comutação móvel.[0030] The fixedly positioned switching part carrier is preferably formed in a U-shape, with a first leg, which can preferably be made larger than the second leg. The legs are connected to each other via a link region. A first electromagnetic contact load-bearing means is positioned on the first leg, preferably in the region of the connection region. This first medium is a U-shaped ferromagnetic plate, with two opposing polar faces and an intermediate region connecting the two polar faces. The intermediate region of the U-shaped ferromagnetic plate rests on the first leg of the switching part carrier fixedly positioned in the vicinity of the connection region. The polar faces are preferably formed as tabs and are directed towards the carrier of the movable switching part.

[0031] Um segundo meio para suporte de carga de contato eletromagnético é posicionado entre a mola de carga de contato e a peça de comutação móvel. O segundo meio para suporte de carga de contato eletromagnético é um colar de mola ferromagnético formado em formato de U, com duas pernas opostas e uma região intermediária ligando as duas pernas. Uma projeção cilíndrica para receber voltas da mola de carga de contato é preferivelmente formada na região intermediária do colar de mola ferromagnético formado em formato de U. Na direção contrária às pernas opostas do colar de mola, formam-se faces opostas. As faces polares do colar de mola e as faces polares tipo abas da placa ferromagnética formadas em formato de U são alinhadas como direcionadas umas para as outras, com um entreferro entre as faces polares.[0031] A second means for supporting electromagnetic contact load is positioned between the contact load spring and the movable switching part. The second means for supporting electromagnetic contact load is a ferromagnetic spring collar formed in a U-shape, with two opposing legs and an intermediate region connecting the two legs. A cylindrical projection for receiving turns of the contact load spring is preferably formed in the intermediate region of the U-shaped ferromagnetic spring collar. Opposite faces are formed in the opposite direction to the opposite legs of the spring collar. The polar faces of the spring collar and the tab-like polar faces of the ferromagnetic plate formed in a U shape are aligned as directed towards each other, with an air gap between the polar faces.

[0032] Outras configurações e vantagens da invenção são explicadas abaixo com base em modalidades exemplificativas e com base no desenho, no qual esquematicamente: a Figura 1 mostra, em uma representação em perspectiva, componentes de um dispositivo de comutação de baixa tensão de acordo com a invenção, compreendendo um acionador eletromagnético e um sistema de contato e também compreendendo os meios para suporte de carga de contato eletromagnético; os componentes representados são arranjados em um alojamento, que não é mostrado aqui; a Figura 2 mostra, em uma representação em perspectiva, um arranjo constituído por um portador de peça de comutação posicionada de forma fixa, um portador de peça de comutação móvel e uma mola de carga de contato, incluindo os meios para suporte de carga de contato eletromagnético; a Figura 3 mostra, em uma vista lateral, a representação conforme mostrada na Figura 2; a Figura 4 mostra, em uma vista lateral, um arranjo constituído por um portador de peça de comutação posicionada de forma fixa e uma placa de acordo com a invenção para suporte de carga de contato eletromagnético; a Figura 5 mostra, em uma vista lateral, um arranjo constituído por um portador de peça de comutação móvel e o colar de mola de acordo com a invenção; a Figura 6 mostra, em uma representação em perspectiva, um arranjo constituído por um portador de peça de comutação móvel e o colar de mola de acordo com a invenção para suporte de carga de contato eletromagnético; a Figura 7 mostra, em uma representação em perspectiva, a placa de acordo com a invenção para suporte de carga de contato eletromagnético; a Figura 8 mostra, em uma representação em perspectiva, um colar de mola de acordo com a invenção para suporte de carga de contato eletromagnético; a Figura 9 mostra, em uma vista lateral, um arranjo constituído por um portador de peça de comutação posicionada de forma fixa, um portador de peça de comutação móvel, uma mola de carga de contato e o meio de acordo com a invenção para suporte de carga de contato eletromagnético na forma de uma placa e um colar de mola com contatos desgastados, como são encontrados no fim da vida útil.[0032] Other configurations and advantages of the invention are explained below based on exemplary embodiments and based on the drawing, in which schematically: Figure 1 shows, in a perspective representation, components of a low voltage switching device in accordance with the invention, comprising an electromagnetic actuator and a contact system and also comprising the means for electromagnetic contact load support; the represented components are arranged in a housing, which is not shown here; Figure 2 shows, in a perspective representation, an arrangement consisting of a fixedly positioned switching part carrier, a movable switching part carrier and a contact load spring, including the means for contact load support electromagnetic; Figure 3 shows, in a side view, the representation as shown in Figure 2; Figure 4 shows, in a side view, an arrangement consisting of a fixedly positioned switching part carrier and a plate according to the invention for electromagnetic contact load support; Figure 5 shows, in a side view, an arrangement consisting of a movable switching part carrier and the spring collar according to the invention; Figure 6 shows, in a perspective representation, an arrangement consisting of a movable switching part carrier and the spring collar according to the invention for supporting electromagnetic contact load; Figure 7 shows, in a perspective representation, the plate according to the invention for electromagnetic contact load support; Figure 8 shows, in a perspective representation, a spring collar according to the invention for supporting electromagnetic contact load; Figure 9 shows, in a side view, an arrangement consisting of a fixedly positioned switching part carrier, a movable switching part carrier, a contact load spring and the means according to the invention for supporting switches. electromagnetic contact load in the form of a plate and a spring collar with worn contacts, as are found at the end of service life.

[0033] Na Figura 1, está representado um dispositivo de comutação de baixa tensão de acordo com a invenção, compreendendo um acionador eletromagnético e um sistema de contato. O dispositivo de comutação de baixa tensão de acordo com a invenção compreende um acionador eletromagnético com uma bobina 1, uma culatra posicionada de forma fixa 2, e um induzido 3 que é móvel em relação à culatra 2 e também um sistema de contato feito de dois portadores da peça de comutação posicionados de forma fixa 4 e um portador da peça de comutação móvel 5 arranjado oposto ao mesmo. Tanto os portadores da peça de comutação posicionados de forma fixa 4 quanto o portador da peça de comutação móvel 5 têm, respectivamente, contatos 6, em que os contatos 6 dos portadores de peça de comutação posicionados de forma fixa 4 são arranjados em oposição aos contatos 6 do portador da peça de comutação móvel 5. Arranjada sob o portador da peça de comutação móvel 5 está uma mola de carga de contato 7. Os portadores da peça de comutação posicionados de forma fixa 4 são fixados no lugar em um alojamento, o portador da peça de comutação móvel 5 e a mola de carga de contato 7 são arranjados em um portador de contato 8.[0033] In Figure 1, a low voltage switching device according to the invention is represented, comprising an electromagnetic actuator and a contact system. The low voltage switching device according to the invention comprises an electromagnetic actuator with a coil 1, a fixedly positioned yoke 2, and an armature 3 which is movable with respect to the yoke 2 and also a contact system made of two fixedly positioned switching piece carriers 4 and a movable switching piece carrier 5 arranged opposite thereto. Both the fixedly positioned switching part carriers 4 and the movable switching part carrier 5 respectively have contacts 6, wherein the contacts 6 of the fixedly positioned switching part carriers 4 are arranged in opposition to the contacts 6 of the movable switching part carrier 5. Arranged beneath the movable switching part carrier 5 is a contact load spring 7. The fixedly positioned switching part carriers 4 are fixed in place in a housing, the carrier of the movable switching part 5 and the contact load spring 7 are arranged in a contact carrier 8.

[0034] O portador da peça de comutação posicionado de forma fixa 4 é preferivelmente formado em formato de U, com uma primeira perna 9, que preferivelmente pode ser feita maior que a segunda perna 10. As pernas 9, 10 estão ligadas umas às outras por meio de uma região de ligação 11. Um primeiro meio para suporte de carga de contato eletromagnético é posicionado na primeira perna 9, preferivelmente na região da região de ligação 11. Esse primeiro meio é uma placa ferromagnética 12 conformada em U, com duas faces polares 13 opostas e uma região intermediária 14 ligando as duas faces polares 13. A região intermediária 14 da placa ferromagnética 12 conformada em U repousa na primeira perna 9 do portador da peça de comutação posicionado de forma fixa 4 na vizinhança da região de ligação 11. As faces polares 13 são preferivelmente formadas como abas e são direcionadas na direção do portador da peça de comutação móvel 5.[0034] The fixedly positioned switching part carrier 4 is preferably formed in a U-shape, with a first leg 9, which can preferably be made larger than the second leg 10. The legs 9, 10 are connected to each other by means of a connection region 11. A first means for supporting electromagnetic contact load is positioned on the first leg 9, preferably in the region of the connection region 11. This first means is a U-shaped ferromagnetic plate 12, with two faces opposite polar faces 13 and an intermediate region 14 connecting the two polar faces 13. The intermediate region 14 of the U-shaped ferromagnetic plate 12 rests on the first leg 9 of the fixedly positioned switching part carrier 4 in the vicinity of the connection region 11. The pole faces 13 are preferably formed as tabs and are directed towards the carrier of the movable switching part 5.

[0035] Um segundo meio para suporte de carga de contato eletromagnético é posicionado entre a mola de carga de contato 7 e a peça de comutação móvel 5. O segundo meio para suporte de carga de contato eletromagnético é um colar de mola ferromagnético 15 formado em formato de U, com duas pernas opostas 16 e uma região intermediária ligando as duas pernas 16. Uma projeção cilíndrica para receber voltas da mola de carga de contato 7 é formada na região intermediária do colar de mola ferromagnético 15 formado em formato de U. As faces polares 19 opostas são formadas na direção contrária às pernas opostas 16 do colar de mola 15.[0035] A second means for electromagnetic contact load support is positioned between the contact load spring 7 and the movable switching part 5. The second means for electromagnetic contact load support is a ferromagnetic spring collar 15 formed in U-shaped, with two opposing legs 16 and an intermediate region connecting the two legs 16. A cylindrical projection for receiving turns of the contact load spring 7 is formed in the intermediate region of the ferromagnetic spring collar 15 formed in a U-shape. Opposing polar faces 19 are formed in the opposite direction to the opposing legs 16 of the spring collar 15.

[0036] As faces polares 19 do colar de mola 15 e as faces polares tipo abas 13 da placa ferromagnética 12 formadas em formato de U são direcionadas umas para as outras, com um entreferro entre as faces polares 13, 19.[0036] The polar faces 19 of the spring collar 15 and the tab-like polar faces 13 of the ferromagnetic plate 12 formed in a U shape are directed towards each other, with an air gap between the polar faces 13, 19.

[0037] A Figura 2 mostra um arranjo constituído por dois portadores da peça de comutação posicionados de forma fixa 4, um portador da peça de comutação móvel 5, a mola de carga de contato 7 e os dois meios para suporte de carga de contato eletromagnético na forma da placa 12 e do colar de mola 15. Pode ser visto a partir da Figura 2 que a região intermediária 14 da placa ferromagnética 12 conformada em U repousa na primeira perna 9 do portador da peça de comutação posicionado de forma fixa 4 na vizinhança da região de ligação 11. As faces polares 13 são preferivelmente formadas como abas e são direcionadas na direção da peça de comutação móvel 5. O segundo meio para suporte de carga de contato eletromagnético, o colar de mola 15, é arranjado entre o portador de peça de comutação móvel 5 e a mola de carga de contato 7. As faces polares 19 opostas são formadas na direção contrária às pernas opostas 16 do colar de mola 15. As faces polares 19 do colar de mola 15 e as faces polares tipo abas 13 da placa ferromagnética 12 formadas em formato de U são alinhadas como direcionadas umas para as outras, com um entreferro entre as faces polares 13, 19.[0037] Figure 2 shows an arrangement consisting of two fixedly positioned switching part carriers 4, a movable switching part carrier 5, the contact load spring 7 and the two means for electromagnetic contact load support in the form of the plate 12 and the spring collar 15. It can be seen from Figure 2 that the intermediate region 14 of the U-shaped ferromagnetic plate 12 rests on the first leg 9 of the fixedly positioned switching part carrier 4 in the vicinity of the connection region 11. The polar faces 13 are preferably formed as tabs and are directed in the direction of the movable switching part 5. The second means for supporting electromagnetic contact load, the spring collar 15, is arranged between the movable switching part 5 and the contact load spring 7. The opposing pole faces 19 are formed in the opposite direction to the opposite legs 16 of the spring collar 15. The pole faces 19 of the spring collar 15 and the tab-like pole faces 13 of the ferromagnetic plate 12 formed in a U shape are aligned as directed towards each other, with an air gap between the polar faces 13, 19.

[0038] O entreferro 20 entre as faces polares 13, 19 pode ser visto na Figura 3. A seta 21 abaixo do portador da peça de comutação posicionado de forma fixa 4 indica a direção de fechamento-abertura do contato.[0038] The air gap 20 between the polar faces 13, 19 can be seen in Figure 3. The arrow 21 below the fixedly positioned switching part carrier 4 indicates the closing-opening direction of the contact.

[0039] Na Figura 4, é representado um arranjo constituído por um portador de peça de comutação posicionado de forma fixa 4 e a placa 12 de acordo com a invenção para suporte de carga de contato eletromagnético. Pode ser visto a partir dessa representação que a região intermediária 14 da placa ferromagnética 12 conformada em U repousa na primeira perna 9 do portador da peça de comutação posicionado de forma fixa 4 na vizinhança da região de ligação 11. Embora as faces polares 13, preferivelmente formadas como abas, da placa 12 sejam direcionadas aqui na direção da segunda perna 10 do portador da peça de comutação posicionado de forma fixa 4, elas são arranjadas lateralmente deslocadas de maneira inclinada em relação ao contato 6. Isso quer dizer que as faces polares 13 tipo abas não são direcionadas na direção do contato 6, mas são formadas lateralmente deslocadas de uma maneira inclinada junto à região de ligação 11 do portador da peça de comutação posicionado de forma fixa 4.[0039] In Figure 4, an arrangement consisting of a fixedly positioned switching part carrier 4 and the plate 12 according to the invention for electromagnetic contact load support is represented. It can be seen from this representation that the intermediate region 14 of the U-shaped ferromagnetic plate 12 rests on the first leg 9 of the fixedly positioned switching part carrier 4 in the vicinity of the connection region 11. Although the polar faces 13, preferably formed as flaps, of the plate 12 are directed here towards the second leg 10 of the fixedly positioned switching part carrier 4, they are arranged laterally offset in an inclined manner with respect to the contact 6. This means that the polar faces 13 Flange type are not directed in the direction of the contact 6, but are formed laterally offset in an inclined manner close to the connection region 11 of the fixedly positioned switching part carrier 4.

[0040] Na Figura 5, é representado o segundo meio de acordo com a invenção para suporte de carga de contato eletromagnético na forma do colar de mola 15. Esse segundo meio é formado em formato de U e ferromagnético, com duas faces polares opostas 19 e uma região intermediária 17 ligando as duas faces polares 19.[0040] In Figure 5, the second means according to the invention for electromagnetic contact load support is represented in the form of the spring collar 15. This second means is formed in a U-shape and ferromagnetic, with two opposite polar faces 19 and an intermediate region 17 connecting the two polar faces 19.

[0041] Na Figura 6, é representado um arranjo constituído por um portador da peça de comutação móvel 5 e o segundo meio para suporte de carga de contato eletromagnético na forma de um colar de mola 15. O colar de mola 15 é formado em formato de U e ferromagnético, com duas pernas opostas 16 e uma região intermediária 17 ligando as duas pernas 16. A região intermediária 17 nesse caso fica contra a região intermediária 22 do portador da peça de comutação móvel 5, em que a região intermediária 17 do colar de mola 15 é posicionada no lado oposto dos contatos 6. As pernas 16 do colar de mola 15 são consequentemente afastadas dos contatos 6. As faces polares 19 opostas são formadas na direção contrária às pernas opostas 16 do colar de mola 15. Essas faces polares 19 são direcionadas para o lado no qual os contatos 6 são arranjados.[0041] In Figure 6, an arrangement is represented consisting of a carrier of the movable switching part 5 and the second means for supporting electromagnetic contact load in the form of a spring collar 15. The spring collar 15 is formed in the form U-shaped and ferromagnetic, with two opposing legs 16 and an intermediate region 17 connecting the two legs 16. The intermediate region 17 in this case lies against the intermediate region 22 of the carrier of the movable switching part 5, where the intermediate region 17 of the collar spring collar 15 is positioned on the opposite side of the contacts 6. The legs 16 of the spring collar 15 are consequently spaced away from the contacts 6. Opposing polar faces 19 are formed in the opposite direction to the opposing legs 16 of the spring collar 15. These polar faces 19 are directed to the side on which contacts 6 are arranged.

[0042] A Figura 7 mostra o primeiro meio de acordo com a invenção para suporte de carga de contato na forma da placa 12 com as faces polares 13 e a região intermediária 14 que liga as faces polares 13.[0042] Figure 7 shows the first means according to the invention for supporting contact load in the form of the plate 12 with the polar faces 13 and the intermediate region 14 connecting the polar faces 13.

[0043] A Figura 8 mostra o segundo meio para suporte de carga de contato eletromagnético na forma do colar de mola 15. Esse segundo meio para suporte de carga de contato eletromagnético é formado em formato de U e ferromagnético na forma de um colar de mola 15, com duas pernas opostas 16 e uma região intermediária 17 ligando as duas pernas 16. Uma projeção cilíndrica 18 para receber voltas da mola de carga de contato 7 é preferivelmente formada na região intermediária 17 do colar de mola ferromagnético 15 formado em formato de U. As faces polares 19 opostas são formadas na direção contrária às pernas opostas 16 do colar de mola 15.[0043] Figure 8 shows the second means for supporting electromagnetic contact load in the form of spring collar 15. This second means for supporting electromagnetic contact load is U-shaped and ferromagnetic in the form of a spring collar 15, with two opposing legs 16 and an intermediate region 17 connecting the two legs 16. A cylindrical projection 18 for receiving turns of the contact load spring 7 is preferably formed in the intermediate region 17 of the U-shaped ferromagnetic spring collar 15 The opposing pole faces 19 are formed in the opposite direction to the opposing legs 16 of the spring collar 15.

[0044] A Figura 9 mostra uma representação na qual os contatos 6 estão desgastados. Também pode ser visto a partir da Figura 9 que, para esse caso, o entreferro 20 entre as faces polares 13, 19 da placa 12 e do colar de mola 15 é muito pequeno.[0044] Figure 9 shows a representation in which contacts 6 are worn. It can also be seen from Figure 9 that, for this case, the air gap 20 between the polar faces 13, 19 of the plate 12 and the spring collar 15 is very small.

[0045] O dispositivo de comutação de baixa tensão de acordo com a invenção distingue-se pelo fato de um suporte de carga de contato eletromagnético na forma de uma placa e um colar de mola que também pode ser adaptado em dispositivos mais antigos ter sido integrado de uma maneira fácil.[0045] The low voltage switching device according to the invention is distinguished by the fact that an electromagnetic contact load carrier in the form of a plate and a spring collar that can also be retrofitted into older devices have been integrated. in an easy way.

List of designations

[0046] 1 bobina 2 culatra 3 induzido 4 portador da peça de comutação posicionado de forma fixa 5 portador da peça de comutação móvel 6 contato 7 mola de carga de contato 8 portador de contato 9 primeira perna 10 segunda perna 11 região de ligação 12 placa 13 face polar 14 região intermediária 15 colar de mola 16 perna 17 região intermediária 18 projeção cilíndrica 19 face polar 20 entreferro 21 seta 22 região intermediária[0046] 1 coil 2 yoke 3 armature 4 fixedly positioned switching part carrier 5 movable switching part carrier 6 contact 7 contact load spring 8 contact carrier 9 first leg 10 second leg 11 connection region 12 plate 13 polar face 14 intermediate region 15 spring collar 16 leg 17 intermediate region 18 cylindrical projection 19 polar face 20 air gap 21 arrow 22 intermediate region

Claims

1. Low voltage switching device comprising an electromagnetic actuator with a coil (1), a fixedly positioned yoke (2) and an armature (3) which is movable with respect to the yoke (2), and which also comprises a contact system consisting of a fixedly positioned switching part carrier (4) with a movable switching part carrier (5) arranged opposite thereto, wherein the movable switching part carrier (5) is actuated by a contact load spring (7), wherein a first electromagnetic contact load-bearing means is positioned on the fixedly positioned contact part carrier (4); characterized by the fact that the first medium is a U-shaped ferromagnetic plate (12), with two opposing polar faces (13) and an intermediate region (14) connecting the polar faces (13); wherein a second means for supporting electromagnetic contact load is positioned between the contact load spring (7) and the movable carrier of the switching part (5); wherein the second means for supporting electromagnetic contact load is a ferromagnetic spring collar (15) formed in a U-shape, with two opposing legs (16) and an intermediate region (17) connecting the two legs (16).

2. Low voltage switching device according to claim 1, characterized in that the polar faces (13) of the ferromagnetic plate (12) shaped in a U shape are formed as tabs.

3. Low voltage switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the fixedly positioned switching part carrier (4) is formed in a U-shape, with a first leg (9) and a second leg (10) and a connection region (11) between the first leg (9) and the second leg (10), in which the intermediate region (14) of the U-shaped ferromagnetic plate (12) rests on the first leg (9) and the flap-like pole faces (13) are configured in the direction of the second leg (10) so that the current flowing in the carrier of the switching part (4) induces a magnetic flux in the ferromagnetic plate (12 ) formed into a U shape.

4. Low voltage switching device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a cylindrical projection (18) for receiving turns of the contact load spring (7) is formed in the intermediate region (17) of the ferromagnetic spring collar (15) formed in a U shape.

5. Low voltage switching device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that opposing polar faces (19) are formed in the opposite direction to the opposing legs (16) of the spring collar (15).

6. Low voltage switching device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the polar faces (19) of the spring collar (15) and the tab-like polar faces (13) of the ferromagnetic plate ( 12) formed in a U shape are configured as directed towards each other, with an air gap (20) between the polar faces (13, 19).

7. Low voltage switching device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the low voltage switching device is a contactor or a circuit breaker or a compact motor branch circuit.