BRPI0206103B1 - mecanismo para atuação por compressão, por meio de uma chave alternante, interruptores, interruptores comutadores e interruptores selecionadores - Google Patents

Abstract

"mecanismo para atuação por compressão, por meio de uma chave alternante, interruptores, interruptores comutadores, interruptores selecionadores e assemelhados". referente a um mecanismo de atuação por compressão, por meio de uma chave de movimento alternado, ou de controles elétricos tais como interruptores, interruptores para comutação, interruptores seletores e assemelhados, no qual são providos ao menos um contacto fixo (12) e um contacto móvel (11), conduzido por uma âncora móvel (10), atuado por rotação para pôr o contacto móvel (11) em direção, ou na direção contrária, ao contacto fixo (12) através de um pino (21) operado por uma chave alternante (5) e empurrado contra dita âncora móvel por uma mola de compressão (22), onde o pino atua contra a âncora móvel (10) por meio de uma cabeça articulada ou junta (38) em formato semelhante a um garfo, de modo que os dois ramos do garfo dispõem-se por si próprios sobre áreas correspondentes (45) da âncora que são substancialmente simétricas com relação ao seu centro (46).

Description

MECANISMO PARA ATUAÇÃO POR COMPRESSÃO, POR MEIO DE UMA CHAVE ALTERNANTE, INTERRUPTORES, INTERRUPTORES COMUTADORES E INTERRUPTORES SELECIONADORES A presente invenção refere-se a um dispositivo de compressão para que atue por meio de um botão de pressão de movimentação alternada, interruptores, interruptores comutadores, interruptores seletores e equipamentos elétricos em geral. São mencionados, a seguir, principalmente, interruptores, sendo entendido, entretanto, que, o que é dito, é aplicável a qualquer outro tipo de equipamento elétrico usado para abrir ou fechar ao menos um circuito elétrico suprindo carga. É conhecido o fato de que dispositivos que atuam interruptores por meio de botões de pressão de movimentação alternada requerem, entre o botão de pressão e a âncora que conduz os contactos móveis, um elemento que acompanha o movimento alternante do botão de pressão e que trabalha por superação do centro morto.

Em um caso, entre dito elemento e o botão de pressão alternante, é provida uma mola de tração que provoca o dito elemento chavear de uma posição extrema à outra quando a alternância do botão de pressão excede um certo ângulo. O movimento do elemento sob tração produz uma oscilação da âncora que conduz o contacto móvel que provoca a abertura ou o fechamento do circuito, e como resultado do contacto móvel mover-se respectivamente na direção contrária ou em direção ao correspondente contacto fixo do interruptor.

No caso de mecanismos que atuam por compressão, o elemento entre o botão de pressão e a âncora conduzindo o contacto móvel é normalmente um pino que é empurrado por uma mola de compressão contra a âncora, de modo que o engate do pino seguindo a alternância do botão de pressão provoca a oscilação da âncora que conduz o contacto móvel quando superado o centro morto.

Estes mecanismos que atuam por compressão, apesar de largamente difundido, têm um certo número de desvantagens.

Por exemplo, requerem um ângulo de oscilação um tanto grande do botão alternante de pressão, que, como regra, não é menor que 12° assim como uma certa força para atuar o botão de pressão, passando uma impressão de que o conjunto, como um todo, é pesado.

Tais dispositivos de compressão conhecidos também provocam notável ricochete do contacto móvel sobre o contacto fixo quando do fechamento, com uma extensão resultante do arco elétrico e então um relativo rápido desgaste da camada de prata que usualmente recobre os contactos.

Outra desvantagem de ditos mecanismos conhecidos é a de que freqüentemente tornam difícil a quebra de uma possível ligação por solda que ocorre devido à passagem de sobre-correntes. O propósito do mecanismo atuando por compressão, por meio de uma chave alternante, de interruptores, de interruptores comutadores, de interruptores selecionadores e assemelhados, de acordo com a invenção, é o de eliminar as supra mencionadas desvantagens dos dispositivos similares conhecidos na arte.

Em particular, o alvo da invenção é o de prover um tal mecanismo que pode ser atuado por meio de um ângulo reduzido de oscilação do botão de pressão, assim tornado mais leve também a atuação do botão de pressão.

Outro objetivo da invenção é o de reduzir o ricochete do contacto móvel sobre o contacto fixo, e, por isso, reduzir a duração do arco elétrico durante o fechamento.

Ainda um outro objetivo da invenção é o de possibilitar fácil quebra da possível solda entre os contactos que pode ocorrer devido à passagem de sobre-cargas.

Estes objetivos são conseguidos pelo mecanismo atuando por compressão de acordo com a invenção o qual tem as características listadas na reivindicação 1 independente, anexa.

Configurações vantajosas da invenção aparecem nas reivindicações dependentes.

Substancialmente, de acordo com a invenção, na extremidade do pino que atua por compressão sobre a âncora que conduz o contacto móvel, é provida uma cabeça articulada ou junta a qual substancialmente atua sobre pontos fixos da âncora.

Convenientemente, dita junta é formada substancialmente como um garfo que, como resultado de uma pequena rotação produzida pela atuação do botão de pressão provoca a oscilação da âncora que conduz o contacto móvel, e, assim, a abertura ou fechamento do circuito.

Convenientemente o pino com cabeça de junta de acordo com a invenção, ao redor da qual é disposta uma mola de compressão helicoidal, está alojado de forma guiada em uma luva adequada que se projeta debaixo do botão de pressão e pode ser bloqueado nela por meio de uma extremidade em lingüeta de encaixe rápido provida sobre o pino que facilita montagem automática. A montagem de junta com porca do mecanismo de acordo com a invenção pode ser aplicada a todos os controles tradicionais - interruptores, interruptores comutadores, interruptores seletores, chaves bi-polares e outros sem modificar suas estruturas.

Mais outras configurações da invenção ficarão mais claras a partir da descrição detalhada a seguir, que é referida a uma configuração meramente de exemplo, e assim não limitativa, mostrada nos desenhos anexos, onde : - a Figura 1 é uma vista de uma secção transversal mediai mostrando um mecanismo atuando por compressão,por meio de um botão de pressão alternante de uma chave de acordo com a arte anterior; - a Figura 2 é uma vista esquemática isométrica de um mecanismo atuando por compressão por meio de um botão de pressão alternante de um interruptor de acordo com a invenção; - a Figura 3 é uma vista em elevação lateral do mecanismo da fig. 2 mostrando esquematicamente também o alojamento do módulo que contém a chave elétrica; - a Figura 4 é uma vista explodida isométrica do mecanismo de acordo com a invenção sem contactos e terminais; - a Figura 5 é uma vista isométrica por baixo do mecanismo da fig. 4 na condição de montado; - as Figuras 6 e 7 são vistas isométricas desde ângulos opostos mostrando o pino com junta do mecanismo de acordo com a invenção; - as Figuras 8 e 9 são vistas de secção transversal mediai semelhante àquela da fig. 1, mostrando o mecanismo atuando por compressão de acordo com a invenção nas condições aberta e fechada, respectivamente.

Com referência nas figuras anexas, e, no momento, em particular, quanto à fig. 3, a referência numeral (1) indica, como um todo, um módulo elétrico para instalação em caixas embutidas incluindo neste caso um interruptor comum. Naturalmente, entretanto, o que é dito a seguir é aplicável a qualquer tipo de controle, tal como interruptores, interruptores comutadores, interruptores seletores, botões de pressão, chaves bipolares e assemelhados onde o numero e/ou posição dos contactos elétricos mudam, caso a caso. A fig. 3 mostra em linhas tracejadas o corpo (2) do módulo (1) o qual de agora em diante será chamado chave, com a provisão de que o que foi especificado acima permanece imutável. O corpo (2) consiste substancialmente de um alojamento em forma de caixa feito de material plástico, que contém os contactos e terminais da chave, à qual será feita referência mais tarde. O corpo (2) acomoda uma tampa assentada que tem um jogo de protuberâncias (4) para baixo, que limitarão e/ou bloqueiam as partes internas da chave de uma maneira conhecida e que não será novamente descrita.

Na tampa (3) há articulado, na parte central, um botão de pressão oscilante (5) o qual controla o mecanismo de atuação da chave.

Em particular, no exemplo mostrado, o botão de pressão alternante (5) está articulado à tampa (3) por meio de um par de projeções (6) lateralmente triangulares providas sobre o botão de pressão, que são engastadas, com uma certa folga, em correspondentes assentos (7) providos em um par de barbatanas opostas (8) emergindo dos dois lados da tampa (3). O botão de pressão (5) consiste na realidade de um corpo (5') de formato adequado que entre outras coisas contém ditas projeções (6), cobertas por uma protetiva e embelezadora tampa (5"). Entretanto, por razões de simplicidade, daqui para frente, o botão (5) será entendido indicando a montagem de ambos elementos (5') e (5") sem distinção entre os dois. A operação do botão de pressão alternante (5) provoca, por meio de um dispositivo de atuação por compressão que será melhor descrito mais tarde, a oscilação de uma âncora (10), substancialmente formada como uma sela de cabeça para baixo, que conduz em uma extremidade um contacto móvel (11) para movê-lo para perto ou para longe do correspondente contacto fixo (12), que está instalado sobre um prendedor de contacto (13), para fechar ou abrir, respectivamente, um circuito elétrico cujas extremidades são conectadas aos terminais (14, 15) que estão eletricamente conectados ao contacto móvel (11) e ao contacto fixo (12), respectivamente.

Antes de mostrar o dispositivo atuando por compressão de acordo com a invenção, um mecanismo da arte anterior será descrito, com referência na fig. 1, o qual é girado por 180° com relação à fig. 3.

Em dita figura as mesmas referências são usadas como introduzidas anteriormente para indicar os elementos correspondentes do dispositivo.

Como pode ser visto na fig. 1, uma luva (20) substancialmente cilíndrica projeta-se abaixo do botão de pressão (5) que parcialmente aloja um pino (21) que se contrapõe a uma mola helicoidal (22) a qual trabalha por compressão, atuando entre o fundo (23) da luva (20) e um ombro anular (24) provido sobre o pino (21), uma porção superior (25) da qual é inserida na mola (22).

As extremidades do pino (21) com uma ponta afilada livre (26), a qual é constantemente pressionada contra a parte côncava da âncora (10) conduzindo o contacto móvel (11), mantendo-o em ambas das duas posições possíveis, aquela do circuito fechado como mostrado na fig. 1 e aquela do circuito aberto que é obtida com o botão de pressão alternante disposto na posição oposta. A passagem de uma posição para a outra ocorre pela superação do centro morto, que provoca a âncora móvel (10) mudar de uma posição à outra, quando, durante a alternância do botão de pressão, o pino (21), que gira integradamente com ela, vai além da posição vertical central.

Na prática, durante a alternância do botão de pressão (5), a ponta (26) do pino (21) desliza dentro da superfície côncava (27) da âncora móvel (10) fazendo-a trocar para abrir ou fechar o circuito quando passa além do centro da âncora, que teoricamente corresponde ao centro morto do mecanismo.

Para operação correta, o mecanismo supra descrito requer uma oscilação bastante grande do botão de pressão alternante (5) controlador, por exemplo, não menos que 12° , assim como uma certa força de operação que dá ao usuário uma sensação de peso para conseguir alternar o botão de pressão.

Adicionalmente, com um dispositivo similar, a única massa envolvida nas etapas de abrir ou fechar o circuito é aquela da âncora móvel (10) que troca de uma posição à outra quando supera o ponto morto. Na etapa de fechar, isto provoca considerável rebote do contacto móvel (11) sobre o contacto fixo (12), com os efeitos já descritos devidos ao comprimento do arco elétrico.

Com referência agora nas fig. de 2 a 9, a solução proposta pela invenção é descrita com referência na mesma estrutura de chave, tentando o uso dos mesmos numerais de referência já apresentados.

Uma configuração essencial da invenção é a de que o pino (21), que trabalha por compressão, não atua diretamente sobre a âncora móvel (10), mas através de uma junta de extremidade que será melhor descrita mais adiante.

Com referência, em particular, nas fig. 6 e 7, note que o pino (21) tem uma parte mais abaixo (com referência à orientação das figuras) ou base (30), e uma parte mais acima ou haste (31) de diâmetro menor, entre as quais um ombro (24) é formado, contra o qual toca como limite uma extremidade da mola (22) helicoidal provida ao redor da haste (31). A haste (31) termina na direção para cima com uma porção (32) de diâmetro menor, desse modo para determinar sobre o contorno da haste (31) um batente circular (33). A extremidade livre superior da haste (31), ou mais apropriadamente sua parte terminal (32), é provida de um entalhe radial (34) que ajusta os limites de dois dentes opostos (35), os quais projetam-se para além do diâmetro de dita porção terminal (32). A base (30) do pino (21) é provida de duas barbatanas opostas (36) que se estendem longitudinalmente paralelas ao eixo do pino (21), sob as quais são providas mais duas projeções (37) radiais opostas. O pino (21) termina em baixo por uma cabeça articulada ou junta (38), em formato semelhante a um garfo ou um C virado de cabeça para baixo que é articulada sobre o pino (21) por meio de um pino de expansão (39) ortogonal que no exemplo é mostrado como um corpo sólido com o pino (21) de modo que pode girar em um plano que contém o eixo do pino (21), e passando através das barbatanas opostas (36).

Durante a instalação, o máximo ângulo de rotação da junta (38) é limitado por ditas projeções (37) radiais opostas, contra as quais a superfície superior da junta funciona como batente.

Agora, com referência em particular nas fig. 8 e 9, a instalação do pino (21) com a junta (38) no botão de pressão alternante é mostrada primeiro, mais tarde seguida pela própria operação.

Como pode ser visto nas figuras, a luva (20) é provida, sendo protuberante abaixo do botão de pressão (5), na sua peça de entrada, com duas cavidades (40) longitudinais opostas, adequadas para acomodar as duas barbatanas (36) opostas que atuam como guias para evitar que o pino gire ao redor de seu eixo e garanta apropriadamente sua operação.

Perto do fundo, a luva (20) é provida de uma divisão transversa (42) com um furo central (43) para engate rápido por inserção da extremidade do pino (21). Na prática, os dois dentes opostos (35) cedem elasticamente durante a inserção no furo (43) graças à presença do entalhe (34) e posterior expansão, assim constrangendo o pino (21) no botão de pressão (5) e, caso necessário, comprimindo a mola (22), cuja extremidade superior faz batente sobre a dita divisão (42). A mola (22) será ainda mais comprimida durante a operação quando o botão de pressão (5) está instalado sobre a tampa (3) do corpo (2) da chave, com a junta (38) encostando e pressionando sobre a superfície côncava da âncora móvel (10). É claro que a estrutura do pino (21) supra descrita não é limitativa para os propósitos da invenção, mesmo que seja preferida porque facilita completamente a instalação automática do pino. Assim, por exemplo, os dentes opostos (35) que possibilitam uma instalação do tipo engate rápido ("snap") do pino são úteis porque eles constrangem o pino no botão de pressão, mas a possibilidade da instalação do pino (21) completamente livre na luva (20) é também favorecida.

As extremidades (44) da junta em garfo (38) são adequadamente bizeladas para que suas extensões convirjam sobre o eixo do pino (21). O ângulo das extremidades bizeladas (44) essencialmente correspondem ao ângulo de dobradura da âncora (10) de modo que a junta em garfo (38) pode descansar contra a superfície côncava da âncora (10) sobre duas áreas (45) dispostas substancialmente simetricamente com relação ao centro (46) da âncora, descansando sobre um pico (47) de um suporte (48), o qual está conectado eletricamente ao correspondente terminal (14).

Com a estrutura do mecanismos atuando por compressão de acordo com a invenção, a operação do botão de pressão alternante (5) em ambas direções provoca uma rotação na direção oposta do garfo de junta (38), o qual por sua vez provoca uma rotação similar da âncora (10) que conduz o contacto móvel (11), assim movendo-o em direção, ou na direção contrária, ao contacto fixo (12).

Iniciando-se, por exemplo, da condição de circuito aberto mostrado na fig. 8, torcendo o botão de pressão alternante (5) no sentido contrário ao dos ponteiros de um relógio causaremos uma rotação no sentido dos ponteiros da junta com garfo (38), a qual, por pressionar sobre a âncora (10) a faz girar na mesma direção (sentido dos ponteiros de um relógio), e assim fechando os contactos, como mostra a fig. 9.

Ao contrário, iniciando-se da condição de circuito fechado na fig. 9, torcendo o botão de pressão (5) articulado no sentido dos ponteiros de um relógio produziremos uma rotação no sentido contrário ao dos ponteiros de um relógio da junta em garfo (38), o que causará que a âncora gire na mesma direção, assim abrindo os contatos - fig. 8. A cinemática é tal que um pequeno ângulo de rotação do botão de pressão alternante (5) é suficiente para controlar o mecanismo atuando por compressão, de acordo com a invenção.

Surge, das medições feitas, o fato de que a alternância do botão de pressão (5) para controlar o mecanismo de acordo com a invenção é virtualmente a metade daquela requerida para controlar um mecanismo da arte anterior trabalhando na mesma estrutura de chave, como mostra a fig. 1.

Assim, caso a chave de botão de pressão da fig. 1 requeira uma alternância de 12°, de acordo com a invenção é suficiente uma alternância de 6o para obter-se a mesma configuração de abertura e fechamento do circuito, em particular, a mesma distância do contacto móvel (11) ao contato fixo (12) durante a etapa de abertura do circuito. É claro que, isto é devido ao fato de que o pino (21) não age diretamente sobre a âncora (10), sobre a qual seria compelido a deslizar (fig. 1), mas através da junta em garfo (38), a qual trabalha sobre duas áreas (45) simetricamente dispostas com relação ao centro da âncora, assim produzindo um efeito multiplicador da rotação do botão de pressão sobre a própria âncora. A redução do ângulo da alternância do botão de pressão (5) e do modo como sua rotação é transferida para a âncora (10) que conduz o contacto móvel (11) produz um alívio na sensação da alternância, mesmo que a mola de compressão (22) e as configurações elétricas sejam as mesmas daquela estrutura de chave da arte anterior mostrada na fig. 1.

Como supra mencionado, durante a etapa de fechamento do circuito é obtida uma notória redução dos rebotes do contato móvel (11) sobre o contacto fixo (12), resultando em uma duração menor do arco elétrico e menor desgaste dos contactos (11) e (12). Isto é devido ao fato de que a âncora (10) é praticamente guiada em seu movimento pela junta em forca (38), que atua sobre as suas duas áreas (45), e há um aumento nas massas móveis, as quais na solução da arte conhecida da fig. 1 eram limitadas à massa da âncora, ou melhor do que o longo braço da âncora que conduz o contacto móvel (11).

Note-se que nas etapas de abertura e fechamento do contacto a âncora (10) faz um movimento de translação sobre o suporte (48), resultando em um deslizamento do contacto móvel (11) sobre o contacto fixo (12), o que possibilita a quebra de qualquer colagem por solda que pode ocorrer devido à passagem de uma sobre-carga de corrente. A descrição acima mostra as vantagens do mecanismo de atuação por compressão, por um botão de pressão alternante, de controles elétricos tais como interruptores (chaves), interruptores comutadores, chaves seletoras, botões de pressão, chaves bi-polares e assemelhados.

Entretanto, a invenção não está limitada à configuração específica supra descrita e mostrada nos desenhos anexos, mas pode ser objeto de um numero de modificações de detalhes dentro da habilidade de qualquer experto na arte sem exceder a extensão da invenção como especificada nas reivindicações anexas.

Claims (12)

1. Mecanismo para atuação por compressão, por meio de um botão de pressão de movimentação alternada (5) de controles elétricos, interruptores, interruptores comutadores, interruptores seletores e assemelhados, do tipo que compreende ao menos um contacto fixo (12) com um suporte de contato (13) elevado conectado a um terminal correspondente (15), e ao menos um contacto móvel (11) correspondente, conduzido por uma âncora móvel (10) instalada sobre um suporte (48), o qual está conectado eletricamente a um terminal (14) correspondente, tal mecanismo compreendendo um pino (21) disposto entre dito botão de pressão de movimentação alternada (5) e dita âncora móvel, e empurrado contra a dita âncora móvel (10) por uma mola de compressão (22) trabalhando por compressão de modo que a rotação do botão de pressão de movimentação alternada (5) em ambas as direções provoca uma rotação correspondente da âncora móvel (10) e assim a abertura ou o fechamento do circuito elétrico conectado a ditos terminais (14, 15), para pôr dito contacto móvel (11) para fora ou em direção de dito contacto fixo (12), caracterizado pelo fato de dito pino (21) atuar sobre dita âncora móvel (10) através de uma cabeça articulada ou junta (38).

2. Mecanismo, conforme reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dita junta (38) ter a forma semelhante a um garfo cujos dois ramos entram em contato com a âncora móvel (10) em pontos simétricos com relação ao centro (46) da âncora.

3. Mecanismo, conforme reivindicação 2, caracterizado pelo fato das extremidades (44) dos dois ramos da junta em forma de garfo (38) serem bizeladas com um mesmo ângulo de curvatura da âncora móvel (10), de modo que entre a junta (38) e a âncora (10) duas áreas de contacto (45) são formadas e que são simétricas com relação ao centro (46) da âncora.

4. Mecanismo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de dito pino (21) ser alojado de uma maneira guiada em uma luva (20) que se projeta para dentro no dito botão de pressão (5).

5. Mecanismo, conforme reivindicação 4, caracterizado pelo fato de dito pino (21) ser provido de dentes elásticos (35) em sua extremidade superior para engate rápido de uma divisão (42) transversa da luva (20), provida com um furo (43) para restringir o pino (21) ao botão de pressão (5).

6. Mecanismo, conforme reivindicação 5, caracterizado pelo fato de dita mola de compressão (22) atuar entre dita divisão (42) e um ombro (24) que marca os limites das partes (30, 31) do pino (21) tendo diâmetros diferentes

7. Mecanismo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de dita junta (38) ser instalada sobre dito pino (21) por meio de um pino de expansão (39) que é ortogonal ao pino (21).

8. Mecanismo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato do ângulo de alternância de dito botão de pressão (5) ser limitado, convenientemente em cerca de 6 o e ao qual corresponde uma rotação amplificada de dita âncora móvel (10).

9. Mecanismo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de, na parte de baixo do dito pino (21), duas projeções radialmente opostas (37) serem providas de modo a limitar o curso angular máximo da junta (38) durante a instalação.

10. Mecanismo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de, durante as etapas de abertura e fechamento do circuito, dita âncora (10) faz um movimento de translação sobre dito suporte (48), assim provocando que dito contacto móvel deslize sobre dito contacto fixo (12).

11. Mecanismo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado pelo fato do controle elétrico que o mecanismo opera estar contido em uma caixa (2) fechada com uma tampa (3) sobre a qual dito botão de pressão de movimentação alternada (5) é instalado.

12. Mecanismo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado pelo fato de estar contido, junto com o controle elétrico a ser atuado, em um módulo (1) para compor instalações elétricas.