ITMI971564A1 - Gruppo rotante di contatti per interrutttori di alta portata - Google Patents

Gruppo rotante di contatti per interrutttori di alta portata Download PDF

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Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale
La presente invenzione riguarda gruppi di interruzione da impiegare, in numero di uno o più, in interruttori elettrici industriali per bassa tensione, in particolare, in interruttori elettrici in scatola plastica stampata (noti tra gli esperti come “Molded Case Circuit Breakers”).
Il brevetto USA No. 4.616.198 intitolato “Gruppo di contatti per un interruttore limitatore di corrente” descrive il primo uso di una prima e una seconda coppia di contatti di interruttore disposte in serie per ridurre sostanzialmente la quantità di corrente passante per l’evento di una condizione di sovracorrente.
Quando le coppie di contatti sono disposte su un braccio di contatto, mobile per rotazione, come descritto nel brevetto USA No. 4.910.485 intitolato “Interruttore multiplo con contatti rotanti a doppie interruzioni”, si deve fornire qualche mezzo per assicurare che le coppie opposte di contatti mostrino la medesima pressione sui contatti allo scopo di ridurre usura ed erosione dei contatti.
Una disposizione per fornire usura di contatti uniforme è descritta nel brevetto USA No. 4.649.247 intitolato “Gruppo di contatti per interruttori di bassa tensione con una leva di contatto a due bracci”. Questa disposizione comprende una cava allungata formata perpendicolare alla corsa dei contatti per fornire una forza di chiusura uniforme dei contatti su entrambe le coppie di contatti.
Il brevetto USA No. 5.030.804 intitolato “Gruppo di contatti per dispositivi commutatori elettrici” descrive l’impiego di una coppia di piastre cilindriche su entrambi i lati di bracci rotanti di contatti e formanti cave allungate entro ciascuna delle piastre cilindriche.
Quando i contatti rotanti sono usati entro una gamma di differenti portate di interruttore, le dimensioni dei bracci di contatto variano secondo la portata in modo che le associate piastre cilindriche devono essere dimensionate di conseguenza.
Sarebbe economicamente vantaggioso avere una larga gamma di interruttori a contatti rotanti aventi provvedimenti per ridurre l’usura dei contatti senza dover immagazzinare e assiemare una larga gamma di piastre cilindriche munite di cave.- -Di conseguenza, uno scopo dell’invenzione è di comprendere mezzi per ridurre tale usura di contatti in interruttori a contatti rotanti su una larga gamma di portate con il numero minimo di associati componenti del .gruppo. di contatti.
Un braccio rotante per contatti di interruttore è usato entro una pluralità di interruttori unipolari associati a formare un singolo interruttore multipolare. Per fornire usure di contatto uniformi tra gli associati contatti di interruttori, il rotore portante il perno del braccio rotante di contatto è munito di cave per consentire al braccio di contatto di fornire forze di compressione costanti sui contatti. La sezione centrale del braccio di contatto è configurata per posizionare i contatti entro definite posizioni di chiuso, di aperto per “soffio” (apertura per repulsione elettrodinamica o soffio magnetico dovuto a sovracorrenti) e aperto agganciato. L’intercollegamento dei complessi di rotori con il meccanismo operatore viene ottenuto mediante un unico perno allungato.
Le caratteristiche dell’invenzione saranno particolarmente precisate nelle rivendicazioni poste a termine della presente descrizione, tuttavia altre caratteristiche e pregi risulteranno dalla seguente descrizione dettagliata di un suo esempio di realizzazione, illustrato negli allegati disegni, nei quali: la Figura 1 è una vista prospettica dall’alto di un interruttore multipolare consistente di tre singoli gruppi polari contenuti in una singola custodia di interruttore;
la Figura 2 è una vista laterale ingrandita del gruppo unipolare entro l’interruttore di Figura 1;
la Figura 3 è una vista prospettica dall’ alto del gruppo di contatti, entro il complesso unipolare di Figura 2;
la Figura 4 è una vista piana laterale del rotore usato con il gruppo di contatti di Figura 2; e
la Figura 5 A è una vista piana laterale del complesso unipolare di Figura 2 illustrante il braccio di contatto nella posizione di chiuso;
la Figura 5B è una vista piana laterale del complesso unipolare di Figura 2 illustrante il braccio di contatto nella posizione di aperto per repulsione sotto condizione di sovracorrente (corrente di corto circuito);
la Figura 5C è una vista piana laterale del complesso unipolare di Figura 2 illustrante il braccio di contatto agganciato in apertura; e
la Figura 5D è una vista piana laterale del complesso unipolare di Figura 2 illustrante il braccio di contatto nella posizione di definitivamente aperto per intervento di sganciatori.
Un interruttore multipolare 10 è mostrato in Figura 1 come consistente di una custodia 14 e di un coperchio 15 con una maniglia operatrice 16 sporgente attraverso un’apertura 17 del coperchio. La maniglia operatrice interagisce con il meccanismo 18 di azionamento dell’ interruttore per controllare le posizioni di chiuso e aperto del braccio centrale rotante di contatto 26 e del gruppo 32 di bracci di contatto centrali rotanti (figura 2) entro il meccanismo operatore dell’ interruttore. Un primo braccio di contatto rotante 22 e un primo gruppo 20 di bracci di contatto entro un primo polo 12, su un lato del meccanismo operatore 18 e un secondo braccio rotante di contatto 24 e un secondo gruppo 21 di bracci di contatto rotante entro un secondo polo 13, sul lato opposto del meccanismo operativo si muovono assieme per fornire un’interruzione completa ad un circuito multipolare. Un perno allungato 38 collega il meccanismo operatore 18 con il primo e il secondo gruppo di bracci di contatto 20, 21. Come descritto nel sopracitato brevetto USA No. 4.649.247, un rotore 25. (figura 2) intercollega ciascuno dei bracci rotanti di contatto 22, 24 con le corrispondenti coppie di contatti fissi 27, 28 e di contatti mobili 29, 30 (figura 1).
Secondo l’invenzione, il gruppo centrale 32 di braccio rotante di contatto è illustrato in Figura 2 per mostrare l’assetto posizionale tra il rotore 25 intermedio tra un terminale inferiore 23 e un terminale superiore 31 e associati caminetti spegniamo 33, 34. Il primo gruppo 20 di braccio di contatto rotante e il secondo gruppo 21 di braccio di contatto rotante di Figura 1 non sono qui mostrati ma sono immagini speculari del gruppo 32 di braccio di contatto rotante e funzionano in modo simile. I caminetti spegniamo 33, 34 sono simili a quelli descritti nel brevetto USA No.
4.375.021 intitolato “Complesso estintore rapido di arco elettrico in dispositivi di interruzione, come interruttori elettrici”. Il braccio centrale rotante 26 di contatto si muove in sincrono con il rotore 25 che, a sua volta, si collega al meccanismo operatore dell’ interruttore mediante il perno allungato 38 per muovere i contatti mobili 29, 30 tra la posizione chiusa illustrata a linee intere e la posizione aperta illustrata a tratteggio. L’aggancio 35, consistente dei bracci laterali estesi 36, 37, collega il rotore 25 con il meccanismo 18 di azionamento dell’ interruttore e la maniglia operativa 16 di Figura 1 per consentire intervento sia automatico che manuale per aprire e chiudere i contatti di interruttore 27-30. Il rotore 25 è sostenuto entro le pareti laterali 52 mediante un perno 51.
Il rotore 5 è mostrato in Figura 3 assieme con il braccio di contatto rotante centrale 26 posizionato tra i terminali inferiori e superiori 23, 31 assieme con una delle coppie di contatti 28, 29 per mostrare la disposizione di una -coppia di molle 41 , 42 di chiusura dei contatti su lati opposti del rotore 25 allo scopo di tenere i contatti in stretto appoggio per favorire il trasferimento elettrico durante condizioni di correnti quiescenti nel circuito. Il perno operativo 39 del braccio rotante centrale 26 di contatto si estende attraverso il rotore 25 e risponde al movimento di rotazione del rotore per effettuare la funzione di chiusura e apertura dei contatti. La regione centrale 26A del braccio rotante centrale 26 di contatto è posizionata entro una cava allungata 40 formata entro il rotore 25, un lato del quale è tolto per illustrare più chiaramente i perni superiori e inferiori 43, 44 che si estendono attraverso la sommità e il fondo del braccio rotante di contatto e che portano rulli superiori e inferiori 45, 46 per evitare un’usura disuguale della regione centrale 26A. La relazione di posizione tra i rulli 45, 46 e la regione centrale 26A del rotore 25 è una caratteristica importante dell’invenzione e sarà descritta qui sotto con riferimento alle Figure 5A-5D.
Il rotore 25 è mostrato in Figura 4 rispetto al terminale inferiore 23 e al terminale superiore 31, al braccio centrale rotante 26 e ai contatti 27-30 per aiutare a descrivere il modo in cui i contatti fissi 27, 28 rimangono in stretto appoggio contro i contatti mobili 29, 30 in contrasto con l’erosione e l’usura dei contatti. Come mostrato precedentemente, una coppia di molle di trazione, una delle quali è mostrata con 41, si estende tra opposti perni superiori e inferiori 43, 44 che sono posizionati entro le cave allungate 53, 54 del rotore 25. Un’asola allungata 47 è formata attraverso il rotore 25 e il perno girevole operativo 39 collega il braccio rotante 26 di contatto con il rotore, passando attraverso l’apertura allungata. La relazione “fluttuante” tra il perno girevole operativo 39 e le molle 41, 42- di chiusura dei contatti consente alle molle di spingere i contatti mobili 29, 30 in stretto appoggio con gli associati contatti fissi 27, 28, come indicato a tratteggio, per compensare l’usura e l’erosione dei contatti.
La separazione e il controllo esaltati dei contatti, fomiti dal rotore 25, sono meglio visti facendo ora riferimento alle Figure 5A-5D, nelle quali i rulli superiori e inferiori 45, 46 rimangono rotativamente immobili rispetto al perno girevole 39 del braccio centrale rotante 26 di contatto mentre i contatti 27, 30 si muovono dalla posizione chiusa alla posizione aperta per repulsione, o magneticamente soffiata, alla posizione aperta agganciata e alla posizione definitivamente aperta qui indicate. Benché l’effetto della rotazione del braccio rotante centrale 26 di contatto sia il medesimo per i contatti ad entrambi gli estremi, le descrizioni riguardanti i contatti 28, 29 opposti ai contatti 27, 30 sono omesse per scopi di chiarezza. La regione centrale 26 A del braccio rotante centrale 26 di contatto funzionante entro la cava allungata 40 di rotore, è tale che il rullo superiore 45 si allinea con un estremo di una prima superficie di camma 48 formata sulla sommità della sezione centrale. Esiste un profilo simile per la sezione centrale 26A in vicinanza del rullo inferiore 46 per controllare i contatti sul lato del braccio rotante centrale 26 di contatto opposto ai contatti 27, 30. Nella posizione chiusa indicata in Figura 5A, la linea di forza creata dalle molle 41, 42 e attraverso il rullo 45 e il braccio di contatto centrale rotante 26 è indicata dalla freccia A. Nella posizione aperta per repulsione; quando·, il braccio centrale rotante 26 di contatti è “respinto o soffiato” magneticamente in senso antiorario sotto le condizioni di intensa sovracorrente, il rullo rimane intrappolato sulla seconda superficie di camma 49 formata sulla regione centrale, come indicato in Figura 5B. Durante la condizione aperta per repulsione o soffiata, la linea di forza creata dalle molle 41, 42 e attraverso il rullo 45 e il braccio centrale rotante 26 di contatto è indicata dalla freccia B- La linea di forza B, che controlla Γ apertura del braccio centrale rotante 26 di contatto sotto la condizione di intensa sovracorrente, è dettata dalla forma della seconda superficie di camma 49. Dispositivi di selettività impiegano una seconda superficie di camma 49 che produce una linea di forza Bl. Nel frattempo, dispositivi adatti per una rapida apertura impiegano una seconda superficie di camma 49 che produce una linea di forza B2. Dopo la completa separazione dei contatti, per ulteriore rotazione del braccio rotante di contatto 26 in senso antiorario verso la condizione aperta di aggancio mostrata in Figura 5C, il rullo 45 rimane intrappolato entro un solco 50 formato nella regione centrale sul lato della seconda superficie di camma 49 opposto a quello della prima superficie di camma 48. Nella condizione aperta di aggancio, la linea di forza generata dalle molle 41, 42 e attraverso il rullo 45 e il braccio centrale rotante 26 di contatto è indicata dalla freccia C per impedire al braccio centrale rotante 26 di contatto di ruotare indietro verso la condizione chiusa. L’intervento del meccanismo operativo dellinterruttore, causato dalla sovracorrente, obbliga il rotore 25 e i rulli 45, 46 a ruotare in senso antiorario fino a che i rulli 45, 46 impegnano la superfìcie della camma 48, mettendo il braccio centrale rotante 26 di contatto nella condizione di aperto. Il braccio centrale rotante 26 di contatto rimane nella condizione di aperto illustrata in Figura 5D fino a che la maniglia operatrice 16, descritta precedentemente in Figura 1, è prima spostata verso l’apertura, per ripristinare il meccanismo operatore, e quindi spostata verso la chiusura, come visto in Figura 1, per ripristinare il meccanismo operatore e riportare il braccio rotante di contatto nella condizione chiusa mostrata in Figura 5A.
É stato qui descritto un complesso di bracci rotanti di contatto per interruttore avente una larga gamma di portate. Una capacità di controllo di usura ed erosione di contatti assieme con i bracci rotanti di contatto e mezzi di intercollegamento di meccanismi furono illustrati con l’uso di un numero limitato di componenti per ridurre il costo dei componenti e anche il tempo di assiemaggio.

Claims (19)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Interruttore comprendente: una scatola (14) e un coperchio (15) elettricamente isolanti; una prima e una seconda coppia di contatti separabili entro detta scatola (14) e disposte per collegamento con un circuito elettrico, detta prima coppia di contatti essendo disposta ad un estremo di un primo braccio rotante (26) di contatto e detta seconda coppia di contatti essendo disposta ad un suo estremo opposto; un meccanismo operatore (18) entro detta scatola (14) interagente con detto primo braccio rotante (26) di contatto per far ruotare detto primo braccio rotante (26) di contatto ed interrompere detto circuito elettrico a seguito dell’ evenienza di una condizione di sovracorrente; caratterizzato. da un primo rotore (25) collegante detto primo braccio rotante (26) di contatto con detto meccanismo operatore (18), detto primo rotore (25) avendo una cava allungata (40) e detto primo braccio rotante (26) di contatto avendo un primo perno girevole (39), per cui detto primo perno girevole (39) si estende attraverso detta cava allungata (40) per fornire un gioco tra detto primo perno girevole (39) e detto primo rotore (25).
  2. 2. L’interruttore della rivendicazione 1 caratterizzato da una terza e una quarta coppia di contatti separabili in detta scatola e disposte per collegamento con detto circuito elettrico, detta terza coppia di contatti essendo disposta ad un estremo di un secondo braccio (22) rotante di contatto e detta quarta coppia di contatti essendo disposta ad un suo estremo opposto.
  3. 3. L’interruttore della rivendicazione 2 caratterizzato da una quinta e una sesta coppia di contatti separabili entro detta scatola e disposte per collegamento con detto circuito elettrico, detta quinta coppia di contatti essendo disposta ad un estremo di detto terzo braccio (24) rotante di contatto e detta sesta coppia di contatti essendo disposta al suo estremo opposto.
  4. 4. L’interruttore della rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto primo braccio rotante (26) di contatto comprende una prima regione centrale (26 A) attorno a detto primo perno girevole (39), detta prima regione centrale (26 A) definendo una prima superficie di camma (48) per mantenere detto primo braccio rotante (26) di contatto in posizione chiusa.
  5. 5. L’interruttore della rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detta prima regione centrale (26 A) definisce inoltre una seconda superficie;, di camma (49) per controllare la transizione di detto primo braccio rotante (26) di contatto ad una posizione aperta per repulsione.
  6. 6. L’interruttore della rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detta seconda superficie di camma (49) di detto primo braccio di contatto produce una linea di forza (B) attraverso il centro di rotazione di detto primo braccio (26) di contatto.
  7. 7. L’interruttore della rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta seconda superficie di camma (49) di detto primo braccio (26) di contatto produce una linea di forza (Δ) spingente detto primo braccio di contatto in senso orario.
  8. 8. L’interruttore della rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta seconda superficie di camma (49) su detto primo braccio (26) di contatto produce una linea di forza (C) spingente detto primo braccio (26) di contatto in senso antiorario.
  9. 9. L’interruttore della rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detta prima regione centrale (26A) definisce inoltre un solco (50) per tenere detto primo braccio rotante (26) di contatto in posizione aperta agganciata.
  10. 10. L’interruttore della rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto rotore (25) contiene una seconda cava allungata su un suo lato opposto.
  11. 11. L’interruttore della rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detto rotore (25) comprende una coppia di molle di trazione (41, 42), una su ciascun lato, dette molle di trazione (41, 42) estendendosi tra una coppia di un primo e un secondo perno (43, 44) sporgenti da entrambi i lati di detto rotore (25).
  12. 12. L’interruttore della rivendicazione 11 caratterizzato da una coppia di-un primo e un secondo rullo (45, 46), disposti su detto primo e secondo perno (43, 44), detto primo e secondo rullo (45, 46) intrappolando tra i medesimi detta prima regione centrale (26A).
  13. 13. L’interruttore della rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che detto primo e secondo rullo (45, 46) interagiscono con detta prima e seconda superficie di camma (48, 49) di detta prima regione centrale (26A) per posizionare detto primo braccio rotante (26) di contatto in detta posizione chiusa e in detta posizione aperta per repulsione.
  14. 14. L’interruttore della rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detto primo e secondo rullo (45, 46) interagiscono con detto solco (50) di detta prima regione centrale (26A) per posizionare detto primo braccio rotante (26) di contatto in detta posizione aperta agganciata.
  15. 15. L’interruttore della rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detta prima regione centrale (26A) è posizionata entro detta cava allungata (40).
  16. 16. L’interruttore della rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto rotore (25) è collegato con detto meccanismo operatore (18) mediante un perno allungato (38).
  17. 17. L’interruttore della rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto rotore (25) è collegato con detto meccanismo operatore (18) mediante un perno allungato (38).
  18. 18. L’interruttore della rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto rotore (25) è collegato con detto meccanismo operatore (18) mediante un perno allungato (38).
  19. 19. L’interruttore della rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto rotore (25) è sostenuto in detta scatola (14) e detto coperchio (15) mediante un perno (51).
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