ITMI950356A1

ITMI950356A1 - Unita' di modulo di taratura per interruttore ad alta portata

Info

Publication number: ITMI950356A1
Application number: IT95MI000356A
Authority: IT
Inventors: Roger Neil Castonguay; James Lawrence Rosen; Mark Albino Zaffetti
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 1996-08-24
Also published as: FR2716747B1; ITMI950356A0; IT1273964B; US5486667A; FR2716747A1

Abstract

Questa invenzione riguarda un interruttore ad alta portata che soddisfa le esigenze di codice elettrico del mercato mondiale. Le molle operatrici controllanti lo stato di chiuso dei contatti dell'interruttore sono contenute entro un'unità di modulo che può essere installato sia sul campo che in fabbrica. Un modulo separato fornisce le forze elastiche di spinta richieste per ciascuna delle portate dell'interruttore.

Description

DESCRIZIONE dell?invenzione industriale

Il brevetto USA No. 4.001742 intitolato "Interruttore avente perfezionato meccanismo operativo" descrive un interruttore capace di interrompere parecchie migliaia di ampere di corrente a tensione di parecchie centinaia di volt. Come qui descritto, il meccanismo operativo ? nella forma di una coppia di potenti molle operative che impediscono di separare i contatti dell?interruttore mediante un sistema di aggancio. Una volta che il meccanismo operativo ha risposto per separare i contatti, le molle operative devono essere ricaricate per fornire sufficiente forza motrice ai bracci di contatto mobili che portano i contatti.

La domanda di brevetto USA 08/202140 descrive un meccanismo operativo capace di ripristinare immediatamente il meccanismo di azionamento dell?interruttore per richiudere i contatti senza dover ricaricare immediatamente le molle operative dell?interruttore dopo apertura dei contatti dell?interruttore.

Poich? le molle operatrici entro il complesso di meccanismo operatore vengono aumentate di forza quando si aumentano le portate per tener conto delle maggiori esigenze di apertura e di chiusura dei contatti dell?interruttore con l?aumento della corrente, le molle dell?interruttore sono di solito installate su ordinazione in fabbrica durante l?assiemaggio dei componenti del meccanismo operativo.

Sarebbe economicamente vantaggioso impiegare un complesso di meccanismo operativo comune per ciascuno delle svariate portate e fornire una separata disposizione per assiemare le molle operatrici senza disturbare il complesso di meccanismo operativo.

Un tentativo anteriore di variare le molle operatrici delPinterruttore secondo le esigenze degli interruttori si trova nel brevetto USA No.

4.713.508. Il brevetto affronta i problemi implicati con raggiungere molle operatrici nella loro condizione "caricata" o compressa al complesso di meccanismo operatore nel punto di fabbricazione.

Di conseguenza, uno scopo di questa invenzione ? di fornire una disposizione per cui le molle operatrici dell?interrutore sono contenute in unit? separata dal meccanismo operatore e possono essere installate nella custodia delPinterruttore senza disturbare il complesso di meccanismo operatore.

Un?unit? modulare di molle di meccanismo operatore delPinterruttore contiene le molle operatrici delPinterruttore indipendenti dal complesso di meccanismo operatore. L?unit? modulare viene successivamente installata sia al punto di assiemaggio o nel luogo di installazione senza disturbare componenti del meccanismo operatore. Ciascun modulo contiene il richiesto numero e disposizione di molle per soddisfare le esigenze di forze elastiche di spinta per ciascuna portata delPinterruttore.

La figura 1 ? una vista prospettica dall?alto di un interrutore per alta portata con una porzione del coperchio delPinterruttore rimossa per illustrare un?unit? modulare di molle operatrici secondo l?invenzione; la figura 2 ? una vista da un estremo dell?interruttore di figura 1 con la parte estrema del coperchio rimossa per mostrare la relaone posizionale dei componenti del meccanismo operatore;

la figura 3 ? una vista piana dall?alto dell?interruttore di figura 2 con la parte superiore del coperchio tolta per illustrare l?unit? modulare di molle operatrici rispetto all?unit? operatrice dell?interruttore;

la figura 4 ? una vista laterale parziale dell'interruttore di figura 1 illustrante la disposizione dell?unit? modulare di molle operatrici rispetto al braccio di contatto mobile dell?interruttore;

la figura 5 ? una vista prospettica anteriore dei complesso di montaggio di molle operatrici usato entro l?unit? modulare di molle operatrici di figura 1;

la figura 6 ? una vista prospettica dall?alto in proiezione isometrica dei componenti usati con il complesso di montaggio di molle operatrici di figura 5.

L?interruttore 10 ad alta portata mostrato in figura 1 ? capace di trasferire correnti quiescenti di parecchie migliaia di ampere a tensione di parecchie centinaia di volt senza surriscaldamento. L?interruttore consiste di una base elettrica isolante 11 alla quale un coperchio intermedio 13 di simile materiale isolante viene attaccato prima di attaccare il coperchio superiore 15, pure consistente di un materiale elettricamente isolante. Il collegamento elettrico con, i componenti interni portanti corrente viene fatto mediante strisce terminali di carico 12 sporgenti da un lato della base e strisce terminali di linea (non mostrate) sporgenti dal suo lato opposto. I componenti interni sono controllati da un?unit? elettronica di sganciamento contenuta in una rientranza 8 della superficie superiore del coperchio superiore 15. Bench? non qui mostrata, l?unit? lai sganciamento ? simile a quella descritta nel brevetto USA No.

2.581.181 e interagisce interiormente con un accessorio contenuto entro la rientranza di accessori 9 per fornire una gamma di funzioni di protezione e di controllo come descritto, per esempio, nel brevetto USA No. 4.801.907. Una maniglia operatrice 16 posizionata entro una rientranza 17 di maniglia consente una manovra automatica del meccanismo 18 operatore dell?interruttore per separare i contatti mobili e fissi 34, 35 dell?interruttore come meglio visto facendo ora riferimento all?interruttore 10 mostrato in figura 2.

La maniglia operatrice 16 sporge entro la rientranza 17 lungo uno dei telai laterali 31 , 32 e interagisce con l?albero di chiusura 20 che sporge tra i telai laterali. Una culla 28 ? sostenuta sul perno di culla 29 e si collega con una camma di chiusura 37 sull?albero di chiusura 20 mediante collegamenti di culla 30. Una manovella 26 sporgente dall?albero di chiusura 20 si collega con un?unit? modulare 14 di molle operatrici per far ruotare l?albero azionatore 19 e muovere un collegamento 44 di azionamento di bracci di contatto, un portatore 45 di bracci di contatto e un braccio di contatto 33 in una condizione di chiuso con il contatto mobile 34 in appoggio con un contatto fisso .35. La camma di interfaccia 21 contiene un perno 24 di sostegno di molla che posiziona e sostiene una coppia di molle di apertura 36 per far ruotare la camma di interfaccia 21 attorno al perno girevole 23 allo scopo di far ruotare l?albero azionatore 19 e sollevare il collegamento 44 di azionamento di braccio di contatto, il portatore 45 di braccio di contatto e il braccio di contatto 33 allo scopo di muovere il contatto mobile 34 via dal contatto fisso 35. Bench? sia illustrata una sola coppia di contatti mobile e fissi, c?? una simile coppia di tali contatti per ciascun polo dell?interruttore contenuto entro la custodia 11 dell?interruttore. I contatti e i componenti portanti corrente sono contenuti entro la custodia dell?interruttore e sono isolati dai componenti del meccanismo operativo entro il coperchio superiore 15 mediante un coperchio intermedio 13 elettricamente isolante.

La posizione dell?unit? modulare 14 di molle rispetto alla maniglia operatrice 16 e all?albero azionatore 19, viene mostrata in figura 3. Il meccanismo operatore 18 viene illustrato dalla sommit? dell?interruttore 10 e con l?unit? modulare di molle 14 attaccata al telaio laterale 51 sagomato a L mediante la vite di coppia 53 sporgente attraverso l?apertura 52 di telaio laterale mediante una bussola di interfaccia 55.

11 cilindro coassiale posteriore 41 si appoggia contro il telaio laterale 51 mentre il cilindro anteriore coassiale 40 si collega con la manovella 26 catturando la manovella entro la fenditura 48 formata nella colonnetta di connettore 47 ed inserendo il perno di bloccaggio 50 attraverso il foro passante 49 formato nella manovella. Le molle , di chiusura 43 sono sostenute tra i cilindri anteriori e posteriori coassiali 40, 41 sull?asta di sostegno 46 e il prolungamento cilindrico 42 sporgente dal cilindro coassiale posteriore 41. Il blocco assorbitore di energia 54 sporgente tra il telaio laterale 32 del meccanismo operatore e il telaio laterale 51 dell?unit? modulare di molle serve alla funzione di assorbire le forze in eccesso delle molle di chiusura che capitano quando il meccanismo azionatore "si collassa" tentando di chiudere i contatti dell?interruttore quando la culla 28 non ? impegnata con il complesso di aggancio descritto nella sopra citata domanda di brevetto USA. La posizione del blocco rispetto alle molle di chiusura ? una caratteristica importante dell?invenzione dato che le eccessive forze elastiche sono perci? deviate dai componenti del meccanismo operatore e, di conseguenza, protegge tali componenti da danni. Il materiale per il blocco pu? essere scelto per minimizzare l?urto provocato dalle forze elastiche eccessive. Un materiale di acciaio con rivestimenti di gomma siliconica e altre simili composizioni plastiche aumenta le propriet? di assorbimento di urto. L?interazione tra l?albero azionatore 19, la culla 28 e il perno di culla 29 con la camma di chiusura 37 e l?albero di chiusura 20 viene pure qui descritta.

La posizione dell?unit? modulare 14 di molle rispetto alla maniglia operatrice 16 e al braccio di contatto mobile 33 viene mostrata in figura 4. L?energia accumulata nelle molle di chiusura 43 viene esercitata sulla manovella 26 e l?albero di chiusura 20 attraverso il collegamento di culla 30, un rullo 60 e un collegamento di azionamento 61. L?energia si trasferisce all?albero azionatore , 19 mediante la manovella 25 e dall?albero azionatore al braccio portatore di contatti 45 e al braccio di contatto 33.

Il complesso 43 di molla di chiusura ? mostrato in figura 5 con tre molle 56, 57 e 58 disposte concentricamente tra i cilindri coassiali anteriori e posteriori 40, 41 e assiemato sull?asta di sostegno e sulla sporgenza cilindrica 42. La colonnetta di collegamento 47 ? formata dal medesimo materiale metallico dell?asta di sostegno 46 per fornire ulteriore robustezza al complesso di molla. La fenditura 48 nella colonnetta di collegamento assieme con il foro passante 49 consente un collegamento entro il meccanismo operativo dell?interruttore nel modo precedentemente descritto. Come descritto nel sopra citato brevetto USA No. 4.713.508, si richiede alcuni mezzi per tenere le molle di chiusura nel loro stato compresso prima di inserire le molle di chiusura nel meccanismo operatore dell?interruttore. Questo viene eseguito come visto facendo riferimento ad entrambe le figure 5 e 6. Le esigenze di forza di chiusura sono prima determinate dalla particolare portata dell?interruttore e si sceglie il numero opportuno di molle di chiusura 57-58. Le molle di chiusura vengono quindi disposte sopra la sporgenza cilindrica 42 in modo che la molla di chiusura 56 si annidi sul cilindro 41A, la molla di chiusura 57 si annidi sul cilindro 41 B e la molla di chiusura 58 si annidi sulla sporgenza cilindrica 42 del cilindro coassiale posteriore 41. Simili cilindri sono disposti sul cilindro coassiale anteriore 40 per accogliere gli estremi opposti delle molle di chiusura. Con l?asta di sostegno 46 inserita attraverso i cilindri coassiali 40, 41 e la colonvetta , di collegamento in appoggio contro il cilindro coassiale anteriore, la vite di coppia 53 viene inserita nella filettatura 59 dell?asta di sostegno 46. Un avvitamento della vite di coppia 53 nella bussola 55 fa crescere la spinta esercitata contro i cilindri coassiali opposti anteriori e posteriori 40, 41. Quando il complesso 43 di molle di chiusura viene ulteriormente inserito nell?unit? modulare 14 di molle di chiusura di figura 3, la vite di coppia 33 viene tolta dalla bussola 33 consentendo alle molle compresse di chiusura di esercitare la loro forza di spinta contro la manovella 26.

La bussola 55 serve inoltre a posizionare e allineare precisamente il complesso di molle di chiusura nell?unit? 14 di modulo di molle catturando la bussola nella corrispondente apertura 52 di telaio laterale, come mostrato precedentemente in figura 4.

Si ? notato che l?inserzione e la rimozione dell?unit? modulare di molle di chiusura viene fatta dalla sommit? dell?interruttore senza disturbare gli altri componenti dell?interruttore. Questo non solo consente un?installazione sia sul campo che in fabbrica, ma anche consente facilit? di rimozione e sostituzione di unit? installate senza richiedere smontaggio dei componenti interni dell?interruttore.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Unit? modulare di molle di chiusura per complessi di meccanismi operatori di interruttori ad alta portata comprendente: una coppia di cilindri anteriori e posteriori opposti (40, 41 ); un?asta di sostegno (46) collegata in modo rimuovibile tra detti cilindri; una molla a compressione (56) disposta su detta asta di sostegno; e mezzi (47) su uno di detti cilindri anteriore o posteriore fornenti collegamento con un meccanismo operatore (18) di interruttore.
2. L?unit? modulare di molle di chiusura di rivendicazione 1 , in cui detto cilindro anteriore contiene una pluralit? di sporgenze cilindriche (41A) sporgenti da un suo lato.
3. L?unit? modulare di molle di chiusura di rivendicazione 1 , nella quale detto cilindro anteriore o posteriore contiene una sporgenza cilindrica (42).
4. L?unit? modulare di molle di chiusura di rivendicazione 1, nella quale detti mezzi fornenti collegamento comprendono una colonnetta di collegamento.
5. L?unit? modulare di molle di chiusura di rivendicazione 3, nella quale un estremo di detta asta di sostegno sporge entro detto prolungamento cilindrico.
6. L?unit? modulare di molle di chiusura di rivendicazione 5, nella quale un estremo di detta asta di sostegno ? filettato.
7. L?unit? modulare di rivendicazione 1, contenente addizionali molle di chiusura (57, 58) inserite in detta molla di chiusura.
8. L?unit? modulare di molle di chiusura di rivendicazione 4,/ nella quale detta colonnetta di collegamento contiene una fessura (48r) per collegamento rimuovibile al meccanismo operatore dell?interruttore.
9. L?unit? modulare di molle di chiusura di rivendicazione 1 contenente un blocco assorbitore di energia (54) ad un estremo di detto cilindro anteriore o posteriore per derivare forze elastiche eccessive da detto meccanismo operatore.
10. L?unit? modulare di molle di chiusura di rivendicazione 6 contenente inoltre una vite di coppia (53) attaccata in modo rimuovibile a detta asta di sostegno per trattenere in modo controllabile detta molla di compressione tra detti cilindri anteriore e posteriore.
11. L?unit? modulare di molle di chiusura di rivendicazione 1 contenente inoltre una bussola (55) estendentesi da una superficie esterna di detto cilindro anteriore o posteriore e trattenuta entro un?apertura (52) in una telaio laterale (51) per posizionare e allineare detta asta di sostegno e detti cilindri anteriore e posteriore.
12. Interruttore elettrico di tipo industriale per protezione da alti livelli di sovracorrente comprendente: una base isolante (11 ); una coppia di contatti separabili (34, 35) entro detta base, uno di detti contatti (34) essendo attaccato ad un braccio di contatto mobile (33); un braccio portacontatti (45) collegato con detto braccio mobile di contatti entro detta base e con un collegamento di azionamento di braccio di contatto (44) sporgente fuori da detta base; un coperchio isolante ( 15) sopra detta base, detto coperchio racchiudendo un albero di chiusura (20) e un albero di azionamento (19), detto albero di azionamento collegandosi con detto collegamento di azionamento di braccio di contatto per muovere detto portatore di braccio di contatto e detto braccio di contatto tra posizioni aperte e chiuse; e un?unit? modulare ( 14) di molle di chiusura interagente con detto albero di chiusura per fornire forze di spinta di chiusura a detto albero di chiusura.
13. Interruttore di tipo industriale di rivendicazione 12, nel quale detta unit? modulare comprende: una coppia di cilindri anteriori e posteriori opposti (40, 41 ); un?asta di sostegno (46) collegata in modo rimuovibile tra detti cilindri; una molla di compressione (56) disposta su detta asta di sostegno; mezzi (47) su uno di detti cilindri anteriori e posteriori fornenti collegamento ad un meccanismo operatore ( 18) di interruttore; e una camma di interfaccia interagente con detto albero azionatore per controllare quando detto collegamento di azionamento muove detto braccio di contatto tra dette posizioni aperta e chiusa.
14. Interruttore di tipo industriale di rivendicazione 13, nel quale detto cilindro anteriore contiene una pluralit? di sporgenze cilindriche (41 A) sporgenti da un suo lato.
15. Interruttore di tipo industriale di rivendicazione 13 nel quale detto cilindro anteriore o posteriore contiene una sporgenza
16. Interruttore di tipo industriale di rivendicazione 13 nel quale detto cilindro anteriore o posteriore contiene una sporgenza cilindrica (42).
17. Interruttore industriale di rivendicazione 13, nel quale detti mezzi fornenti collegamento comprendono una colonnetta di collegamento.
18. Interruttore industriale di rivendicazione 13, nel quale un estremo di detta asta di sostegno sporge entro detto prolungamento cilindrico.
19. L?interruttore di tipo industriale di rivendicazione 13 in cui detto un estremo di detta carta di sostegno ? filettato.
20. L?interruttore industriale di rivendicazione 13 contenente addizionali molle di chiusura (57, 58) inserite entro detta molla di chiusura.
21. Metodo per impegnare molle di chiusura compresse entro un meccanismo operatore di interruttore comprendente le fasi di: fornire una coppia di cilindri anteriore e posteriore, il cilindro posteriore contenendo un prolungamento cilindrico (42); inserire un?asta di sostegno (46) attraverso una parte centrale di detto cilindro anteriore; disporre una molla di chiusura (56 su detta asta di sostegno, detta asta di sostegno contenendo un primo estremo avente delle filettature (59) e un secondo estremo anvente una colonnina di collegamento (47); e inserire una vite di coppia (53) entro detto estremo filettato per comprimere detta molla di chiusura tra detto cilindro anteriore e posteriore per formare un complesso unitario (43) di molle di chiusura.
22. Il metodo di rivendicazione 21 contenente le fasi di: impegnare detta colonnina di collegamento con un meccanismo operatore (18) di interruttore; e togliere detta vite di coppia da detto estremo filettato per caricare perci? detto meccanismo operatore di interruttore,